离子液体文献综述教材.doc

01离子液体的制备及其在精细有机合成中的应用研究_方东 离子液体是指在室温范围内(一般为100℃下)呈现液态的完全由离子构成的物质体系,一般由咪唑,吡啶,季铵,季磷等有机阳离子和四氟硼酸根,六氟磷酸根,三氟甲基磺酸根等无机阴离子,有机阴离子组成. 阴阳离子共同决定性质,可采用分子设计,调整 咪唑阳离子构成…分解温度达300度~4oo度. 离子液体内部库伦引力大,相当于水的10倍,蒸汽压几乎为零, 对金属络合物很强的溶解能力,NaH,CaH2,碳化物,硫化物溶解好. 咪哇氯化物/AlCl3化学窗口4V,有的可达5至7V, Lewis酸, Bronsted酸可调节 被称为可设计的溶剂 2003年BAsF公司首先实现离子液体的规模化应用,标志着离子液体作为新型绿色工业溶剂应用的开始 主要离子液体有两种: 1一丁基一3一甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM][BF4], 1一丁基一3一甲基咪哇六氟磷酸盐(〔BMIM〕[PF6〕] 应用精细有机合成及分离萃取,合成路线两步进行. 1,1一二氯乙烷, 1,1,1一三氯乙烷, 环己酮, 甲苯或者卤化烷烃过量作溶剂,时间48_72h, 第二步,离子交换法, 在1一丁基一3一甲基咪唑阳离子上引入四氟硼酸根,六氟磷酸根等阴离子. 六氟磷酸盐离子液体制备过程中可以 用水作反应介质, 而四氟硼酸盐离子液体则需要丙酮,甲醇等有机溶剂作反应介质,反应时间5~48h, 反应温度从室温到回流温度,产率为85~98%其合成路线如下: 为了清洁绿色生产,设计了无溶剂一锅法合成1一丁基一3一甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM][BF4], 1一丁基一3一甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM][PF]新和成方法, 对于亲水的离子液体,如[BMIM][BF4]等,合成过程无需任何有机溶剂作反应介质,分离提纯需用有机溶剂作为稀释剂,再通过旋转蒸发或减压蒸馏来回收利用;对于憎水的离子液体,如[BMIM][PF6]等,合成过程无需任何有机溶剂作反应介质,分离提纯过程可以用水作反应介质. 用的仪器: X6一数字显微熔点仪(北京泰克公司)(程序升温), 皿用NICOLET红外光谱仪(美国尼高力公司)(KBr压片)测定,.HNMR在Bruke DRX300(300MHz), Bruker DRX500(sooMHz)核磁共振仪(美国Bruter公司)测定, Ms在Finigan LC/Ms液—质联用仪测定(德国菲尼克公司) 气相色谱用Agilent6820型气相色谱仪(美国安杰伦公司)测定, 元素分析用Varian自动元素分析仪测定所得离子液体均为分离产率,根据叔胺用量计算离子液体的结构经核磁!红外!质谱等确定 02基于离子液体体系的电化学行为研究 付超鹏 导师,旷亚非 釆用石墨烯为电极材料和离子液体为电解液组装了一种新型的超级电容器。采用扫描电镜和X射线衍射对石墨烯的结构进行了表征;采用交流阻抗、循环伏安、恒电流充放电等方法对所组装超级电容器的性能进行了研究。结果表明该超级电容器融合了石墨烯和离子 液体的各自优势,大幅度提高了超级电容器的性能,其比电容值为132F/g,能量密度为,143.7Wh/Kg,功率密度为30Kw/kg 采用Z r C14除去了离子液体中存在的痕量水, 并采用循环伏安研究了Zr(IV)在离子液体[C4mpyrr][NTf2]中的电化学行为. 其除水能力可确保在离子液体溶液中定量地研究ZrCl4的电化学行为, 电位阶跃实验证明ZrCl4在离子液体中的还原是Zr(IV)/Zr(III)单电子电极反应,其氧化过程中形成了一单层三氯化锆吸附在电极表面。 离子液体 是指在室温或室温附近温度下呈液态的离子化合物,它是由特定有机阳离子和无机或有机阴离子构成。一般情况下,当构成离子化合物的一个离子的半径较大时,它的电荷分 布会变得较弱,进而减弱其与携带有相反电荷离子的吸引力,从而降低 了这种盐的溶点。当该作用力小到一定程度的时候,该离子化合物在室温或室温附近即可以呈现液态,即所谓的室温离子液体[1]. [1] Larsen A S,Holbrey J D, Tham E S,et al. Designing ionic liquids:imidazolium melts with inert carborane anions. Journal of the American Chemical Society, 2000,122(30): 7264-7272 第一代离子液体主要基于氯铝酸根阴离子,不稳定,对水,空气敏感, 第二代离子液体是基于四氟硼酸根和六氟憐酸根阴离子的离子液体虽不容易与水反应,但易于潮解. 现代的离子液体倾向于阴离子, bis(trifluoromethanesul