离子液体在化学中的的应用研究及进展_百替生物

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1、离子液体在化学中的的应用研究及进展摘要：离子液体是指在室温及临近温度下完全由离子组成的有机液体物质，是一类新型的软介质和功能材料[1]。由于离子液体可以根据需要设计其阴阳离子的组成并改变其取代基，进而改变其性能，在一定程度上实现人为设计，进而符合化学学科各个方向的研究需要，在有机化学、催化化学、电化学、萃取分离等领域有了一定程度的应用[2,3]，并且已经渗透到功能材料、能源环境和生命科学等学科。关键词：离子液体，AlCl3型离子液体、非AlCl3型离子液体离子液体一般是由特定的，体积相对较大的有

2、机阳离子和体积较小的无机阴离子构成，大体可以分为AlCl3型离子液体、非AlCl3型离子液体和其它特殊类型的离子液体。最常见的阳离子有烷基铵盐、烷基磷酸盐、吡啶离子、咪唑离子等;阴离子有卤素离子、含F，P，S的离子等。特殊功能化离子液体是针对某一性能或应用设计的具有特殊官能团或取代基的离子液体。离子液体的特点有：蒸汽压低，不易挥发；液体状态温度范围广；不可燃、稳定性好；离子导电率高、电化学窗口宽；对有机物、无机物都有良好的溶解性，使许多化学反应得以在均相中完成，且反应器体积大为减小；密度大，与许

3、多溶剂不互溶。而且离子液体的可设计性使其成为特殊的“固体”液体.从理论上讲，可以有超过万亿种高性能的离子液体，这些特殊性质的存在使其在化学、材料学及生命科学中的应用成为可能。离子液体所具有的热稳定性、低挥发性等特点使其在分析化学中具有潜在的应用前景[4,5]。离子液体对无机和有机材料具有选择性的溶解能力，与一些有机溶剂不互溶，可以提供非水的极性可调的两相体系，使其在液液萃取、液相微萃取、固相微萃取、离子液体/超临界CO2萃取等多种条件下得以广泛的应用。1998年，Huddleston等[6]首次

4、报道了采用离子液体代替传统的易挥发的有机溶剂作为萃取剂，液液萃取分离一些取代苯类物质的研究。此后，有关用离子液体萃取有机物和金属离子的报道逐渐增多。肖小华等[7]对离子液体在分离科学中的应用进行了综述。在液液萃取过程中，离子液体与水或其它有机溶剂可以形成不溶或部分互溶的相，溶质在不同相中具有不同的分配系数，可用于分离不同的目标物。Visser等[8]报道了在离子液体中加入冠醚作为萃取剂，从水中萃取碱金属和碱土金属离子的研究，分别使用了3种离子液体（烷基甲基咪唑六氟磷酸盐[CnMIM]PF6，n=

5、4，6，8）和3种冠醚，当冠醚DTB18C6加入到憎水性最大的离子液体[C8MIM]PF6进行萃取时，分配系数最大可超过100；他们还将烷基甲基咪唑六氟磷酸盐（[C4MIM]PF6）进行化学修饰生成特殊功能的离子液体，然后从水溶液中萃取重金属离子Hg2+和Cd2+。这种疏水性离子液体可与水形成两相，且其结构上的特殊基团如硫醚、硫脲对Hg2+和Cd2+具有特定的选择性和溶解性，进而可用于水相中重金属离子的萃取分离[9]；利用离子液体作为萃取相，以1吡啶偶氮基2萘酚为萃取剂，可有效地从水

6、中萃取Cd2+、Co2+、Ni2+、Fe2+、Hg2+等离子[10]。Khachatryan等[11]以离子液体1丁基3甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM]PF6）为萃取相分别从水溶液中萃取了苯酚、4硝基苯酚、2,4二硝基苯酚、2,6二硝基苯酚、α萘酚以及β萘酚等酚类化合物。结果表明，这些有机物几乎全www.100biotech.comservice@100biotech.com部都能被萃取出来。李闲等[12]用疏水性离子液体[BMIM]PF6从水相中萃取苯酚、苯基酚、苯二酚等几种不

7、同取代基的酚类物质，并测定了它们在两相中的分配系数。结果表明，咪唑基团上取代烷基链的长度对不同酚类物质的分配系数有很大的影响，可以通过调节离子液体结构使其适用于不同成分的含酚废水。Gu等[13]以离子液体/乙醇为分离介质，将牛磺酸和Na2SO4的混合物进行了分离，并且实现了离子液体的重复使用。孙晓琦等[14]对离子液体液液萃取金属离子的分配规律和萃取机理进行了探讨。离子液体还可以和超临界CO2萃取相结合，由于超临界CO2在离子液体中具有良好的溶解性，可避免了从离子液体中分离产物时带来的交叉污染，

8、为将离子液体中发生合成反应的产物从离子液体中分离提供了一种良好的选择[15,16]。Brennecke等[17]的研究结果表明，超临界CO2可以将不挥发性有机物从离子液体中萃取出来，实现产品的分离与溶剂的回收，证明了超临界CO2/离子液体体系应用于萃取分离具有很广阔的前景。由于离子液体能够对无机物、有机物、聚合物等不同物质具有良好的溶解性，克服了传统溶剂在使用过程中的缺点。因此，在萃取分离中有着良好的应用前景。但萃取分离过程中，离子液体的阴离子或阳离子可能部分溶于水相会造成其自身的损失。离子液体