離子液體制備及其化工應用進展

陳欣

摘要：離子液體，是一種高科技的綠色溶劑，具有無限的應用前景以及發展前景，同時，它也具有良好穩定性、不易揮發性、以及可設計性等優良特點。在化學反映過程中，相對于傳統的反應溶劑，它更能為反應提供良好環境。文章對離子液體制備及其化工應用進展進行了分析。

關鍵詞：離子液體制備；化工應用；進展

前言：離子液體，又叫做室溫熔融鹽。它主要是由離子構成的一種液體，在溫度小于100℃的時候，呈現一種液態鹽狀。在正常的情況下，離子化合物通常都是在達到了某一溫度才能進行液態的轉化，而離子液體可以在很寬泛的溫度范圍內進行液態的轉化。

1離子液體的制備方法

離子液體的制備，是目前所有離子液體研究的重點與核心內容，最早期的離子液體是硝酸乙基銨。那時候的液體制備還是比較簡單的，就是將濃硝酸和基銨按照一定的比例進行混合，經過蒸餾的過程對多余的水分進行去去除工作，就能得到離子液體。傳統的制備方式的手段在一定程度上來說，依然存在很多的缺陷和不足，但是這樣的方式和手段，截止到目前依然還在沿用。為了避免傳統手段中存在的不足和缺陷，各種各種新型的制備方式應運而生[1]。

1.1常規的制備方法

常規的制備方式，通常可以分成兩種。一種是一步合成方法，另一種兩步合成方法。離子液體在制備的過程中，具體要使用哪一種辦法，通常要根據目標離子的組成與目標離子的結構來決定。到今天為止，在各種各樣的離子液體制備方式中，最常見的還要屬一步合成法和兩步合成法。

1.1.1一步合成法

一步合成法通常包括鹵代烷經與叔胺這兩種物質發生親核加成反映?；蛘呤怯盟崤c銨的堿性反應進行結合，進而生成目標離子液體。

1.1.2兩步合成法

在應用一步合成法進行離子液體的制備過程中，如果不能有效的實現目標利息液體的制備，這個時候就要根據實際情況應用兩步合成法。兩步合成法主要步驟是：首先，先將鹵代烷經和叔胺兩者進行反映，生成季銨；然后，在經過一系列的反映，包括交換離子的工作以及復分解法以及絡合反應，最后，把離子進行轉化變成離子液體。

其中，離子交換的方法，是將離子液體（含目標陽離子）配置成水溶液，之后，通過目標陰離子進行交換數值的工作，通過一系列的離子交換反映之后，得到含有目標離子液體的水溶液，然后，對于其中多余的水分進行蒸發，最后得到想要的物質。

陰離子絡合反應就是指，通過對金屬鹵化物與鹵素進行反映，得到多核或者是單核的陰離子，其中，這些絡合陰離子包括[AI2CI7]、[ZnCI3]、[AICI3]、[CuCI2]等物質。

電解法就是對含有目標離子液體的氯化物進行直接的電解工作，反應之后生成目標離子氫氧化物以及氯氣等，目標離子氫氧化物與含有酸的目標陰離子進行中和反應。

其中，復分解法是所有的離子液體制備方法中最為常見也是應用最廣泛的方式，是將含有目標陰離子和含有目標陽離子的兩種電解質進行反應，最后得到離子液體。但是，在這個過程中有一個需要特別注意的問題是，在目標陰離子（Y-）與陰離子（X-）進行交換的過程中，要保證兩者進行充分的反映，一定要保證沒有X-存在于目標離子液之中，要保證目標離子液的純度肚，因為，離子液的純度是一項很重要的因素，對于化學反映效果有很關鍵的影響。

2.2新型制備方式

離子液體的最常見的辦法，可以通過很多的有機溶劑做介質進行反應，但是這種辦法的效果通常都不是十分的理想，得到的離子液體很少，同時，也不符合“綠色化學”的基本準則，而且，在制備的過程中，通常需要進行很長時間進行加熱回流工作，浪費了大量的時間。目前，這些方式和手段，在化學的試驗室工業生產上被廣泛的應用。這些方式方法的應用，提高了離子液體在制備過程中的效率，同時，也更加經濟實惠，綠色環保[2]。

2.2.1微波輔助法

這種方式在應用的過程中，不需要使用溶劑，化學反應的時間也比較短，它的基本反應原理就是，極性分子的方向發生改變在不斷變化的電磁場之中，這樣分子之間就會產生摩擦，發熱現象。這樣的過程提高了化學反應的速率。同時，化學反應的時間也縮短了很多。但是這種微波輔助方式，在實際應用的過程中，依然存在很多的弊端，例如，在反映進行的過程中，比較不容易被控制、同時也會有相應的副作用發生。

2.2.2超聲波輔助法

這種方式是能夠借助超聲波的空化效果在離子液內部形成高溫環境，同時，超聲波的振動作用，可以增強攪拌效果，這樣就很大程度上提高了化學反映效率。超神波的輔助合成離子液體的方法，與傳統方式或者是其他的制備方式相比，反應時間更短，反映效率更高，同時，也很好的避免了微波輔助方法在應用上的一些不足，使得液體的純度提高了很多。

3離子液體的化工應用進展

3.1在萃取分離中的應用

離子液體在萃取分離的過程中，應用的十分廣泛，并且，效果十分的顯著。傳統的萃取分離技術具有很強的揮發性，毒性也比較大，對環境和人類都造成了很大的消極影響和危害。離子液體作為一種新型的綠色溶劑，在應用的過程中，有效的避免了這些問題，具有穩定性且不易揮發，因此，離子液體在萃取分離技術中得到了很廣泛的應用。

3.1.1萃取有機物

因為離子液體的穩定性等優勢，在萃取有機物中也進行了很廣泛的應用。在萃取分離工作完成之后，通過蒸餾對有機物進行萃取，這樣更加有利于循環再利用，所以，離子液體在萃取有機物方面發揮著很強大的優勢。另外，離子液體有具有可設計性，不易揮發，因此，離子液體應用在萃取有機物的過程中，有效的避免了溶液的損失。

3.1.2萃取脫硫

離子液體這種先進的綠色溶劑，在對脫硫進行萃取的過程中，也發揮著巨大的作用。在脫硫工作進行過程中，影響離子液體效果的主要原因是，離子液體的結構大小不一樣，水溶性也不同。通常情況下，陰離子的尺寸與萃取效果是成正比的，因此，要想保證萃取效果和質量，完全可以通過改變陰離子的尺寸大小來實現。

3.2在有機合成反應中的應用

3.2.1離子液體被作為溶劑

目前，在有機合成中應用的溶劑，大多數都是有機溶劑，這些溶劑在使用的過程中，有一定的弊端，例如，很容易揮發、容易爆炸、毒性較強等。但是，綠色無毒害的化學合成，又是當前化工行業在發展過程中最關鍵的目標。因此，必須要改變傳統的方式方法，離子液體的應用，解決了這些難題，同時，又具有超高的穩定性，被作為溶劑廣泛的應用在有機合成反應中[3]。

3.2.2離子液體被作為催化劑

經過大量的數據表明，離子液體可以被作為催化劑應用在酸催化反應之中，在實際的應用過程中，可以根據反映特點，適當的對離子液體做調整，很大程度上提高了催化速率。同時，也為“綠色化工”目標的實現提供了保障。

總結：

過去的數年，在化工行業的發展中，離子液體被廣泛的應用，加快了化工行業的發展速度，提高了化工產品質量，越來越被人們所重視，逐漸成為“綠色化工”的重要保證和基礎。

參考文獻：

[1]蔣平平，李曉婷，冷炎，等.離子液體制備及其化工應用進展[J].化工進展，2014，11：2815-2828.

[2]楊勝凱，王春風，張松娜，等.基于離子液體的石墨烯及其復合物制備的研究進展[J].中國科學：化學，2016，12：1277-1291.

[3]齊金龍，高郁杰，丁輝，等.離子液體催化制備生物柴油研究進展[J].化學工業與工程，2014，35：24.