阴离子交换膜支撑的两互不相溶界面上电荷转移反应的研究(3)
1.2 选题研究现状及发展趋势
1.2.1 离子交换膜
1.2.2 双电层及Ｄｏｎｎａｎ理论
1.2.3 离子液体
早在1914年就发现了第一个离子液体硝基乙胺，但在其后此领域的研究进展缓慢，直到1992年，Wikes领导的研究团队合成了低熔点、抗水解、稳定性较强的1一乙基一3一甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体(EMimBF )后，关于离子液体的研究才得以迅速发展，并且随后开发出了一系列的离子液体体系。离子液体是经典新颖的溶剂，而且具有很多有用的性质。近年来，离子液体已经吸引了大批的科学家和工程师的关注，大量关于离子液体的文章陆续出版。它们具有很多的物理和化学性质：几乎被可以忽略的蒸汽压，对有机物的很强溶解能力，以及无机物特征(具有聚合物的结构及较高的热稳定性)。与有机溶剂相比，离子液体获得了“绿色”溶剂的称呼，而且被广泛地应用于催化化学、有机反应、电化学和分离过程[9]。
在电化学分析中，Ｂｕｚｚｅｏ等研究了用室温离子液体来设计气体传感器。他们设计了一种新的含游离膜电极并且用一薄层室温离子液体对此电极进行改性。当用离子液体做电解液时，不需要膜及添加辅助的电解液。在更加具粘性的媒介中，分析物因为其更低的扩散而有更低的响应时间。此外，这类传感器在更加苛刻的操作条件下如高温高压下以及传统溶剂挥发等地方都有很大的应用潜力。Ｌｅｅ等使用具有不同分子量的聚丙二醇－嵌－乙二醇－嵌－丙二醇－双（２－氨丙基酯）为母体制备含锂的甲基磺酰基离子液体，并且检测其用于乙醇传感器的可行性[39]。
近年来，自从Quinn等人的第一份报告以来，关于在水相与室温离子液体形成的电子转移的研究得到了越来越多的关注。特别是Kakiuchi团队在2003年的开拓性工作使其团队非常活跃，他们第一份关于液液界面（W|RTIL）的离子转移的文章最近已发表。在水相与离子液体所形成的的液液界面产生的离子转移是一种特殊的在梁互不相溶电解质溶液所形成的液液界面的离子转移，它使在固液界面不易被氧化或者还原的电子可以在液液界面研究，检测。一般实验用水相和有机相形成界面，通常是1,2-二氯乙烷和硝基苯。至今为止的大部分关于水相与离子液体形成的液液界面的研究着重于室温下疏水性很强的盐和在最近报告提到在25℃为液体的离子液体。目前为止已发表的研究来看，各种尺寸的简单液液界面研究已经开始。室温离子液体也已经被用于固体聚偏氯乙烯膜分开两相所形成的液液界面的研究[11]。
通常来说，碳链的增长和氟化使粘度增加。对于相同的阳离子，当其阴离子尺寸越大，其粘度越高。碳链分支可以通过降低转动自由度来使粘度增加，如１－异丁烯－３－甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺的粘度是８．３×１０ Ｐａ．ｓ，而１－丁烯－３－甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺粘度是２．７×１０ Ｐａ．ｓ，前者是后者的三倍。应当注意的是，离子液体的粘度对有机溶剂是非常灵敏的，即使加入少量的有机溶剂，其粘度就会发生明显的降低。阴阳离子对离子液体的溶解性均有影响。Ｋｅｉｍ等人研究发现，阳离子对离子液体溶解性的影响可以由正辛烯在含有相同甲苯磺酸根阴离子季铵盐离子液体的溶解性看出，随着离子液体季铵阳离子的侧链变长，即非极性特征增加，正辛烯的溶解性也随之变大，由此可见，通过改变阳离子的烷基可以调整离子液体溶解性；同样，阳离子也是一样的，不同的阴离子，溶解性也有明显的差异，如ＣＦ ＣＯＯ 、ＣＦ ＳＯ 是高度水溶性的，但ＰＦ和ＣＦ ＳＯ Ｎ 离子只能与水形成两性的混合物[39]。