離子液體的分類

離子液體的分類目前并無統一的方法和標準。目前的研究表明,陽離子的選擇顯著的影響離子液體的物理性質,比如:穩定性;離子液體的化學穩定性和功能性則由陰離子控制。通過對陽離子和陰離子的隨 機組合,理論上可以合成出10的18次方種離子液體。但實際可合成的離子液體數目要低幾個數量級,盡管這樣,對如此多的離子液體進行分門別類任然是一個浩大的工程。

目前科學家合成出的的離子液體有二千多種,可商業化使用的的有四百種。數千種的離子液體,考慮的角度不同,分類方法也不同。既可以按陰、陽 離子化學結構分類,也可以根據離子液體的物理化學性質劃分。離子液體目前大致有以下幾種分類方法:

按離子液體中陰、陽離子的化學結構分類

通過對1984 至今發表的有關離子液體物性的文獻中所有提到過的離子液體的陰、陽離子進行區分和編號,我們發現共有陽離子19大類,7種;陰離子8大類,55種。

正離子主要有5類:

1.烷基取代的咪唑陽離子,包括N,N-二烷基取代[RR′Im]+離子和2或4位亦被取代的[RR′R″Im]+離子;

2.烷基取代的吡啶陽離子[RPy]+;

3.烷基季銨陽離子[NRxH4-x ]+;

4.烷基季鏻陽離子[PRxH4-x ]+;

5.烷基锍陽離子。

其中,對烷基取代的咪唑離子和烷基取代的吡啶離子研究較多

負離子主要有兩大類:

1.鹵化鹽。陰離子主要有對水極其敏感的氯鋁酸根離子,如AlCl4-(或AlBr3),其制備方法是將固體的鹵化鹽與AlCl3混合即可得液態的離子液體,但因放熱量大,通??山惶鎸?種固體一點一點地加入已制好的同種離子液體中以利于散熱。此類離子液體被研究得較早,對以其為溶劑的化學反應研究也較多。此類離子液體具有離子液體的許多優點,其缺點是對水極其敏感,要完全在真空或惰性氣氛下進行處理和應用,質子和氧化物雜質的存在對在該類離子液體中進行的化學反應有決定性的影響。此外因AlCl3遇水會放出HCl,對皮膚有刺激作用。

2:新離子液體,是在1992年發現[?emim?]BF4的熔點為12?℃以來發展起來的。這類陰離子構成的離子液體在水和空氣中性質很穩定,它們為BF4- ,PF6- ,CF3COO- ,CF3SO3- 和SbF6- 等。這類離子液體不同于AlCl3離子液體,其組成是固定的,而且其中許多品種對水、對空氣穩定,因此近幾年取得驚人進展。[center][center][center]其正離子多為烷基取代的咪唑離子[?R1?R3?im?]?+?,如[?bmim?]?+?,負離子多用BF4-、PF6-?,也有NO-2、ClO-4、CF3SO3-、(CF3SO2)2N-、C3F7COO-、C4F9SO3、CF3COO-?、(CF3SO2)3C-?、(C2F5SO2)3C-?、(C2F5SO2)2N-、SbF6-、AsF6為負離子的離子液體要注意防止爆炸(特別是干燥時)。

離子液體種類繁多,改變陽離子和陰離子的不同組合,可以設計合成出不同的離子液體。一般陽離子為有機成分,并根據陽離子的不同來分類。離子液體中常見的陽離子類型有烷基銨陽離子、烷基钅翁陽離子、N-烷基吡啶陽離子和N, N ’- 二烷基咪唑陽離子等,其中最常見的為N, N’-二烷基咪唑陽離子。離子液體合成大體上有2種基本方法:直接合成法和兩步合成法。

按照酸堿性分類

國外科學家MacFarlane等人提出按照酸堿性的不同把離子液體大致分成三種類型,即酸性離子液體、堿性離子液體和中性離子液體

離子液體是一種新型的材料,不同的視角,不同的物化性質的劃分都會帶來離子液體分類方法的變化?,F在每年都有新的離子液體被發現,新的分類方法也在呈現,為此,我們會持續為您報道。

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