离子液体制备及其化工应用进展

陈欣

摘要：离子液体，是一种高科技的绿色溶剂，具有无限的应用前景以及发展前景，同时，它也具有良好稳定性、不易挥发性、以及可设计性等优良特点。在化学反映过程中，相对于传统的反应溶剂，它更能为反应提供良好环境。文章对离子液体制备及其化工应用进展进行了分析。

关键词：离子液体制备；化工应用；进展

前言：离子液体，又叫做室温熔融盐。它主要是由离子构成的一种液体，在温度小于100℃的时候，呈现一种液态盐状。在正常的情况下，离子化合物通常都是在达到了某一温度才能进行液态的转化，而离子液体可以在很宽泛的温度范围内进行液态的转化。

1离子液体的制备方法

离子液体的制备，是目前所有离子液体研究的重点与核心内容，最早期的离子液体是硝酸乙基铵。那时候的液体制备还是比较简单的，就是将浓硝酸和基铵按照一定的比例进行混合，经过蒸馏的过程对多余的水分进行去去除工作，就能得到离子液体。传统的制备方式的手段在一定程度上来说，依然存在很多的缺陷和不足，但是这样的方式和手段，截止到目前依然还在沿用。为了避免传统手段中存在的不足和缺陷，各种各种新型的制备方式应运而生[1]。

1.1常规的制备方法

常规的制备方式，通常可以分成两种。一种是一步合成方法，另一种两步合成方法。离子液体在制备的过程中，具体要使用哪一种办法，通常要根据目标离子的组成与目标离子的结构来决定。到今天为止，在各种各样的离子液体制备方式中，最常见的还要属一步合成法和两步合成法。

1.1.1一步合成法

一步合成法通常包括卤代烷经与叔胺这两种物质发生亲核加成反映。或者是用酸与铵的碱性反应进行结合，进而生成目标离子液体。

1.1.2两步合成法

在应用一步合成法进行离子液体的制备过程中，如果不能有效的实现目标利息液体的制备，这个时候就要根据实际情况应用两步合成法。两步合成法主要步骤是：首先，先将卤代烷经和叔胺两者进行反映，生成季铵；然后，在经过一系列的反映，包括交换离子的工作以及复分解法以及络合反应，最后，把离子进行转化变成离子液体。

其中，离子交换的方法，是将离子液体（含目标阳离子）配置成水溶液，之后，通过目标阴离子进行交换数值的工作，通过一系列的离子交换反映之后，得到含有目标离子液体的水溶液，然后，对于其中多余的水分进行蒸发，最后得到想要的物质。

阴离子络合反应就是指，通过对金属卤化物与卤素进行反映，得到多核或者是单核的阴离子，其中，这些络合阴离子包括[AI2CI7]、[ZnCI3]、[AICI3]、[CuCI2]等物质。

电解法就是对含有目标离子液体的氯化物进行直接的电解工作，反应之后生成目标离子氢氧化物以及氯气等，目标离子氢氧化物与含有酸的目标阴离子进行中和反应。

其中，复分解法是所有的离子液体制备方法中最为常见也是应用最广泛的方式，是将含有目标阴离子和含有目标阳离子的两种电解质进行反应，最后得到离子液体。但是，在这个过程中有一个需要特别注意的问题是，在目标阴离子（Y-）与阴离子（X-）进行交换的过程中，要保证两者进行充分的反映，一定要保证没有X-存在于目标离子液之中，要保证目标离子液的纯度肚，因为，离子液的纯度是一项很重要的因素，对于化学反映效果有很关键的影响。

2.2新型制备方式

离子液体的最常见的办法，可以通过很多的有机溶剂做介质进行反应，但是这种办法的效果通常都不是十分的理想，得到的离子液体很少，同时，也不符合“绿色化学”的基本准则，而且，在制备的过程中，通常需要进行很长时间进行加热回流工作，浪费了大量的时间。目前，这些方式和手段，在化学的试验室工业生产上被广泛的应用。这些方式方法的应用，提高了离子液体在制备过程中的效率，同时，也更加经济实惠，绿色环保[2]。

2.2.1微波輔助法

这种方式在应用的过程中，不需要使用溶剂，化学反应的时间也比较短，它的基本反应原理就是，极性分子的方向发生改变在不断变化的电磁场之中，这样分子之间就会产生摩擦，发热现象。这样的过程提高了化学反应的速率。同时，化学反应的时间也缩短了很多。但是这种微波辅助方式，在实际应用的过程中，依然存在很多的弊端，例如，在反映进行的过程中，比较不容易被控制、同时也会有相应的副作用发生。

2.2.2超声波辅助法

这种方式是能够借助超声波的空化效果在离子液内部形成高温环境，同时，超声波的振动作用，可以增强搅拌效果，这样就很大程度上提高了化学反映效率。超神波的辅助合成离子液体的方法，与传统方式或者是其他的制备方式相比，反应时间更短，反映效率更高，同时，也很好的避免了微波辅助方法在应用上的一些不足，使得液体的纯度提高了很多。

3离子液体的化工应用进展

3.1在萃取分离中的应用

离子液体在萃取分离的过程中，应用的十分广泛，并且，效果十分的显著。传统的萃取分离技术具有很强的挥发性，毒性也比较大，对环境和人类都造成了很大的消极影响和危害。离子液体作为一种新型的绿色溶剂，在应用的过程中，有效的避免了这些问题，具有稳定性且不易挥发，因此，离子液体在萃取分离技术中得到了很广泛的应用。

3.1.1萃取有机物

因为离子液体的稳定性等优势，在萃取有机物中也进行了很广泛的应用。在萃取分离工作完成之后，通过蒸馏对有机物进行萃取，这样更加有利于循环再利用，所以，离子液体在萃取有机物方面发挥着很强大的优势。另外，离子液体有具有可设计性，不易挥发，因此，离子液体应用在萃取有机物的过程中，有效的避免了溶液的损失。

3.1.2萃取脱硫

离子液体这种先进的绿色溶剂，在对脱硫进行萃取的过程中，也发挥着巨大的作用。在脱硫工作进行过程中，影响离子液体效果的主要原因是，离子液体的结构大小不一样，水溶性也不同。通常情况下，阴离子的尺寸与萃取效果是成正比的，因此，要想保证萃取效果和质量，完全可以通过改变阴离子的尺寸大小来实现。

3.2在有机合成反应中的应用

3.2.1离子液体被作为溶剂

目前，在有机合成中应用的溶剂，大多数都是有机溶剂，这些溶剂在使用的过程中，有一定的弊端，例如，很容易挥发、容易爆炸、毒性较强等。但是，绿色无毒害的化学合成，又是当前化工行业在发展过程中最关键的目标。因此，必须要改变传统的方式方法，离子液体的应用，解决了这些难题，同时，又具有超高的稳定性，被作为溶剂广泛的应用在有机合成反应中[3]。

3.2.2离子液体被作为催化剂

经过大量的数据表明，离子液体可以被作为催化剂应用在酸催化反应之中，在实际的应用过程中，可以根据反映特点，适当的对离子液体做调整，很大程度上提高了催化速率。同时，也为“绿色化工”目标的实现提供了保障。

总结：

过去的数年，在化工行业的发展中，离子液体被广泛的应用，加快了化工行业的发展速度，提高了化工产品质量，越来越被人们所重视，逐渐成为“绿色化工”的重要保证和基础。

参考文献：

[1]蒋平平，李晓婷，冷炎，等.离子液体制备及其化工应用进展[J].化工进展，2014，11：2815-2828.

[2]杨胜凯，王春风，张松娜，等.基于离子液体的石墨烯及其复合物制备的研究进展[J].中国科学：化学，2016，12：1277-1291.

[3]齐金龙，高郁杰，丁辉，等.离子液体催化制备生物柴油研究进展[J].化学工业与工程，2014，35：24.