硅胶负载酸性离子液体的制备及应用(3)
由于离子液体的可设计性，即调整阴、阳离子组合或嫁接适当的官能团，可获得“功能化”（Task - specific）或“量体裁衣”（Tailor - making）的离子液体，其蒸汽压几乎为零，作为溶剂时消除有机小分子的挥发和污染。另外，离子液体热稳定性和化学稳定性较好，很少发生氧化降解。作为新型电解质，除了继续用于电解外，还可以用于制造新型高性能电池，在化学反应中做反应介质或催化剂等。
1.1.2 离子液体的分类
离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、吹冰氟磷酸根离子等。目前所研究的离子液体中，阳离子主要以咪唑阳离子为主，阴离子主要以卤素离子和其它无机酸离子为主。根据离子液体中有机阳离子母体的不同，可以将离子液体分为咪唑盐类（Ⅰ）、吡啶盐类（Ⅱ）、季铵盐类（Ⅲ）和季鏻盐类（Ⅳ）。其阳离子的结构如图1.1所示：
图1.1 常见离子液体阳离子结构示意图
阴离子可分成两类,一类是多核阴离子，如Al2Cl7－、Al3Cl10－、Fe2Cl7－，这类阴离子是由相应的酸制成的，一般对水和空气不稳定；另一类单核阴离子如BF4–、PF6–、NO3–、NO2–、HSO4–，CH3COO–、SbF6–等，这类阴离子是碱性的或中性的[ ]。
1.1.3 离子液体的性质
不挥发、不可燃、导电性强、室温下离子液体的粘度很大（通常比传统的有机溶剂高1~3个数量级，离子液体内部的范德华力与氢键的相互作用决定其粘度）、热容大、蒸汽压小、性质稳定，对许多无机盐和有机物有良好的溶解性，在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛的应用。
在与传统有机溶剂和电解质相比时，离子液体具有一系列突出的优点：
（1）液态范围宽，从低于或接近室温到300摄氏度以上，有高的热稳定性和化学稳定性；
（2）蒸汽压非常小，不挥发，在使用、储藏中不会蒸发散失，可以循环使用，消除了挥发性有机化合物（VOCs，即volative organic compounds）环境污染问题；
（3）电导率高，电化学窗口大，可作为许多物质电化学研究的电解液；
（4）通过阴阳离子的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）具有较大的极性可调控性，粘度低，密度大，可以形成二相或多相体系，适合作分离溶剂或构成反应—分离耦合新体系；
（6）对大量无机和有机物质都表现处良好的溶解能力，且具有溶剂和催化剂的双重功能，可以作为许多化学反应溶剂或催化活性载体。
由于离子液体的这些特殊性质和表现，它被认为与超临界CO2，和双水相一起构成三大绿色溶剂，具有广阔的应用前景。
1.2 离子液体的应用发展
通过对离子液体特点的认识，离子液体在各个领域都有很大的应用价值。
1.2.1 分离提纯
一般当有机溶剂的溶解性在10 ~ 30之间时与离子液体有较好的溶解性。同时也可以通过离子液体阳离子和阴离子的组配，调整离子液体与水和有机溶剂的溶解性，满足分离工程对不同溶剂性能的要求。因此，离子液体成为新型液—液萃取溶剂引起人们广泛的重视[ ]。最近研究发现，离子液体可以分离金属离子。
1.2.2 电化学研究
由于离子液体具有导电性、挥发、不燃烧、电化学稳定电位窗口比电解质水溶液大等特点，因此，将离子液体应用于电化学研究时可以减轻放电，作为电池电解质使用温度远远低于融盐。作为电化学合成的电解液，由于其自身独特的化学性质，具有比其他电解液更好的特点[ ]。
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