離子液體在分析化學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展

摘要：離子液體是由一種特定的陽離子和陰離子構(gòu)成的，而且在常溫下呈液態(tài)的熔鹽體系，離子液體是實現(xiàn)綠色化學(xué)的必經(jīng)之路。離子液體的主要特點是熔點低。穩(wěn)定性能好，幾乎沒有蒸汽壓，可用于多個化學(xué)研究領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：離子液體 革取 色譜

中圖分類號：TQ150.25 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)01(c)-0133-01

1 離子液體的性質(zhì)

(1)熔點：鹽類的一個重要物理特征就是熔點，同時熔點也是對鹽類是否構(gòu)成離子液體的一個重要判斷標志。目前，對于部分鹽類的熔點很低的原因還尚未可知，一般來講，主要有以下幾種可能：第一，分子間的弱相互作用，第二，組成鹽類的陽離子的對稱性不高；第三，電荷在陽離子上的平均分布以品體的低效堆積等。因為陽離子的不同，熔點的變化范圍也會很大。由Na、K組成的無極氯化物有很高的熔點，而由電荷分散的1，3一二烷基咪唑陽離子構(gòu)成的有機季銨鹽的熔點卻相對較低。

(2)密度：當前學(xué)者普遍認為，組成離子液體的陰、陽離子對離子液體的密度有很大影響。選擇合適的陽離子能夠?qū)﹄x子液體的密度進行精細的調(diào)節(jié)，而選擇合適的陰離子能夠得到一定密度范圍的離子液體。

(3)蒸汽壓及溶解性：離子液體與其他分子溶劑相比，其內(nèi)部存在相當大的庫侖作用力。一價的異號離子問的相互作用里可以高達100kJ／mol，而水只是其十分之一。所以哪怕在較高的溫度和真空中，離子液體也可以保持相當?shù)偷恼羝麎毫ΑＲ驗榫哂泻軓姷臉O性，而且對多種有機／無機／聚合材料有著特有的溶解能力，是唯一能夠?qū)浠铩⒌锏热芙獾娜軇?/p>

2 離子液體在萃取分離中的應(yīng)用

2.1 萃取分離

由于離子液體不但對無機和有機材料具有一定的選擇溶解能力，而且還可以不溶干部分有機溶劑，這使得其可以產(chǎn)生極性可調(diào)的體系。因此，離子液體能夠在液液萃取、固相微萃取等條件下廣泛應(yīng)用。Huddleston在做關(guān)干液液萃取分離研究時，首次使用離子液體代替有機溶液。之后，越來越多的研究者使用離子液體萃取金屬離子和部分有機物，而且研究者對離子液體的應(yīng)用進行了總結(jié)分析。

可用做對不同的目標物進行分離。Visser等報道了在水中萃取堿金屬和堿土金屬離子時，在離子液體中加入冠醚作為萃取劑的技術(shù)。分別使用了烷基甲基咪唑六氟磷酸鹽[cnMM]PF6(n=4，6，8)三種離子液體和三種冠醚，在冠醚DTB-1 8-C-6加到溶水性最大的離子液體進行萃取時，分配系數(shù)高于100，為了使烷基甲基咪唑六氟磷酸鹽成為具有特殊功能的離子液體，對烷基甲基咪唑六氟磷酸鹽進行一定的化學(xué)修飾，這利，離子液體可以將水溶液中的重金屬離子萃取出來。這主要是因為離子液體能夠與水形成兩相，同時在結(jié)構(gòu)上的特殊基團對金屬離子具有不一樣的選擇溶解性，因此離子流體可以用于重金屬離子的分離。

2 固相微萃取

Paw liszyn等在1990年提出了固相微萃取這一概念，其簡稱SPME，固相微萃取集萃取、溶解、進樣等過程于一身，其主要是通過吸附目標物進行萃取濃縮，一般來說，涂覆在纖維上的吸附劑用來做固定相，固相微萃取技術(shù)可以作為樣品的前處理技術(shù)。Liu等用離子液體覆蓋在固定相上，對甲苯、和鄰二甲苯的固相頂空進行微萃取。這主要是因為離子液體黏度大、穩(wěn)定性能好，并且不易揮發(fā)，使其附著在纖維上。

3 離子液體在色譜體系中的應(yīng)用

因為離子液體的黏度高、熱穩(wěn)定性好，而且對色譜具有良好的潤濕性，因此離子液體是氣相色譜的良好的固定相。Armstrong等最早將[BMM]PF；和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([BMM]c1)作為氣相色譜固定相，使之與傳統(tǒng)的固定相做對比，同時對正烷烴，酰胺、羧酸等物質(zhì)保留因子進行測定。由實驗結(jié)果得知，離子液體能夠表現(xiàn)出雙重性質(zhì)，且性能較好。能夠長時間保留對于醇類給出質(zhì)子的物質(zhì)，與極性固定相比較相似，既能用來對正烷烴進行分析，又能夠?qū)Υ碱愡M行分析；同時，對非極性物質(zhì)，雖然離子流體的保留因子小，但其選擇性卻極好，因此，其行為與非極性固定相相似。

另外，在液相色譜的應(yīng)用中，由于離子液體的性質(zhì)，其不但可以當做流動相，而且還可以當作固定相，試驗效果較好。Zhang等研究者采用含離子液體的水溶液作流動相，使用色譜法分離兒茶酚胺、去甲基腎上腺素等混合物，得到好的對稱峰形。Kaliszan等用離子液體作為添加劑，有效地改善了藥物的分離效果。在不使用揮發(fā)性溶劑的條件下，僅用離子液體就能夠?qū)ι飰A以及核苷酸等物質(zhì)進行分離，而且速度快、效率高，在很大程度上使分離中的譜峰拖尾現(xiàn)象得到了改進提高。Berthd等研究者論述了作為逆流色譜的固定相和流動相時，離子液體的應(yīng)用方法，將其運用到逆流色譜的檢測中，即將有機溶劑／離子液／水的混合液體作為流動能夠?qū)⒘鲃酉嗟恼扯扔行Ы档汀?/p>

4 離子液體的發(fā)展趨勢

由于離子液體有著良好的熱穩(wěn)定性、不易揮發(fā)以及可設(shè)計等物理化學(xué)特性，為化學(xué)研究開辟了一個嶄新的領(lǐng)域；隨著靠科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，離子液體會受到越來越多的研究者的關(guān)注。離子液體在解決工業(yè)中的負面問題上發(fā)揮了不可替代的作用，使工業(yè)發(fā)展實現(xiàn)了突破性的進展。但是，在目前，對于離子液體的認識還是有著很大的局限性：的。這主要是由于我國對干熱力學(xué)和動力學(xué)等方面的實驗數(shù)據(jù)掌握的還不夠，對工程的預(yù)測能力還亟需加強。這些不利因素都給離子液體的研究造成了阻礙。因此離子液體在分析化學(xué)一扣的應(yīng)用還需要大量的工作，但是有一點是毋府置疑的，那就是離子液體必定會成為未來化學(xué)分析中最重要的化學(xué)溶劑之～，離子流體將為我們的實驗研究提供一個新的平臺。