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离子液体的初步了解

进入21世纪以来环境保护越来越被人们所重视，实施污染防治和清洁生产的战略已形成了世界性的共识。“绿色”这一名词的前缀已经渐渐深入人心，科技的研究与开发的重点也不断地转向环境友好体系下发展。越来越严格的绿色化标正在促使人们去打破传统，寻找一种更理想的生产途径。离子液体，作为一种新型的有机反应溶剂和催化剂正在走向生产，发挥重要作用。

离子液体，又称为温室离子液体，以其能够在室温条件下以离子状态液态存在而引起了人们的重视。一般的离子化合物空间排列紧密粒子之间引力作用强大仅在高温熔融状态下才能以液态存在，而离子液体利用各种工艺使阴阳离子变得不对称减少粒子间的作用力，使能够随意排列而能够呈液态。一般离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成，阳离子和阴离子的种类可以按照需要的性质搭配组合，所以离子液体理论上有一百亿种存在，不过现有人们能够用到的只有六百万种。虽然研究有如此多种的离子液体，但是我们目前用作绿色催化剂和溶剂的离子液体主要有三类:烷基铵类、烷基毗啶类、烷基咪唑类。那么离子液体为什么一经出世就受到了人们的特别关注呢？

一、 离子液体的优点

看看离子液体的优点：①离子液体具有非挥发特性，几乎没有蒸汽压，因此它们可用在高真空体系中，同时可减少因挥发而产生的环境污染问题。②具有较宽的稳定温度范围。通常在300r范围内为液体，有利于动力学控制;在高于200r时具有良好的热稳定性和化学稳定性。③具有良好的溶解性能。它们对无机和有机材料表现出良好的溶解能力。④通过对阴、阳离子的合理设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸。⑤易于与其它物质分离,可以循环利用。⑥稳定、不易燃、可传热、可流动，操作更加方便安全。⑦制备简单。⑧具有较弱的配位趋势。所以离子液体以其独有的这些优点性质，被认为是继水和超临界二氧化碳后的又一大类绿色溶剂而得到了人们的青睐。既然已经知道了离子液体所拥有的特点，那么我们必然要进一步的了解离子液体。

二、 离子液体的性质

了解离子液体的性质。在前面已经提到了离子液体可能的存在有一百亿种，那么随着离子液体中阳离子和阴离子的变化，离子液体的物理和化学性质会有很大的变化，根据不同的阴阳离子，阴阳离子不同的性质，离子液体的性质也会呈现有规律的变化：

熔点

熔点是评价离子液体的一个关键参数，因而研究离子液体的组成与熔点的系是非常必要的.在常见的离子液体中，咪唑盐熔点比同碳数的铵盐要低，而咪唑盐阳离子的大小、对称性、不同碳级数的取代基及取代基链长的改变均会响离子液体的熔点。随着阳离子不对称程度的提高,熔点相应下降.阴离子在大多数情况下，随着阴离子尺寸的增加，子液体的熔点相应下降。

溶解性

溶解性和溶解能力是作为反应介质的又一重要参数.离子液体的溶解性能在催化、萃取及电化学应用中有重要意义。它能够溶解有机物、无机物和聚合物等，是很多化学反应的优良溶剂，离子液体的溶解性与其阳离子和阴离子特性密切相关。

热稳定性

离子液体的热稳定性受杂原子-碳原子之间作用力和杂原子-氢键之间作用力的限制，因此与组成的阳离子、阴离子的结构和性质密切相关。一般来讲，咪唑类的离子液体热稳定性比季铵类的离子液体的热稳定性要好。随着咪唑环上取代基增多，离子液体的热稳定性随之提高。

密度

密度是相分离技术中一个非常重要的参数。离子液体的密度主要由阴、阳离子的类型决定，通过比较含不同取代基咪唑阳离子的氯铝酸盐的密度发现，离子液体的密度与咪唑盐阳离子上N-烷基链的长度几乎成线性关系。同时离子液体的密度也会随着其有机阳离子的变大而减小，这样可以通过阳离子结构轻微调整来调节离子液体的密度。阴离子对密度的影响更加明显，通常是阴离子越大，离子液体的密度也就越大。

酸碱性

离子液体的酸碱性主要是由阴离子的本性决定的。将Lewis酸加入到离子液体[bmim]+Cl中，当A1C13的摩尔分数x(AlCl3)0.5时，离子液体呈碱性；当A1C13的摩尔分数X(AIC13)=0.5时，为中性，阴离子为A1C14一；当A1C13的摩尔分数x(A1C13)0.5时，阴离子以A12C14-和A13C110-形式存在，使离子液体表现为强酸性。

粘度

离子液体的粘度主要由氢键和范德华力所决定。其中氢键对离子液体的粘度的影响较为显著阳离子的结构也会影响到离子液体的粘度。一般来讲，烷基链越长，阴阳离子之间的范德华力越强，粘度越大；相反，烷基链越短，活动性越强，由其组成的离子液体粘度则相对较低。当阳离子中含有羟基、胺基等官能团时，会导致离子液体粘度的增加，主要是氢键作用的缘故。

导电性

离子液体的离子导电性是其电化学应用的基础。其导电性的大小与离子液体的粘度、分子量、密度、离子