季铵盐离子液体.pptx
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1、季铵盐离子液体季铵盐离子液体1.1.离子液体概述离子液体概述2.2.季铵盐离子液体的合成季铵盐离子液体的合成3.3.季铵盐离子液体的应用季铵盐离子液体的应用4.4.结语结语1.1.离子液体概述离子液体概述1.11.1离子液体概念离子液体概念 离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。一般是由有机阳离子和无机阴离子组成。离子液体由于具有较宽的液态温度范围、良好的物理和化学稳定性、良好的溶解能力、较大的极性可调控性以及近似于零毒性等优越 特性,因而具有广阔的应用前景。1.2.1.2.离子液体的分类离子液体的分类 目前所研究的离子液体均是由阴阳离子共同组合
2、而成的液态介质,其具体分类也可以按照阴阳离子的不同进行划分。根据组成离子液体的阳离子不同可以划分为四类,见表1;根据组成离子液体阴离子的不同可以分为两类,见表2.1.31.3季铵盐离子液体季铵盐离子液体 季铵盐又称四级铵盐,是铵离子中的四个氢原子都被烃基取代而生成的化合物,通式为R4NX,其中四个烃基R可以相同也可以不同。X多是卤素负离子(F-、Cl-、Br-、I-),也可以是酸根(如HSO4-、RCOO-等)。季铵盐与无机盐性质相似,易溶于水,水溶液能导电。含氮的季铵盐离子液体主要有三类:(1)季铵离子NRxH4-x+;(2)咪唑离子及其衍生物R1R2im+或R1R2R3im+;(3)吡啶离
3、子及其衍生物RPy+;与季铵盐类阳离子复合的阴离子主要有两大类,一类是卤化盐,如AlCl3、AlBr3;一类是非卤化盐,如BF4-、PF6-,也有CF3COO-、C3F7COO-、CF3SO3-等。2.2.季铵盐离子液体的合成季铵盐离子液体的合成2.12.1传统合成方法传统合成方法2.1.1一步合成法 一步合成法就是通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体,合成过程中无需加任何溶剂作为反应介质,对亲水性离子液体的分离提纯需用有机溶剂,且有机溶剂较易回收循环使用;对疏水性离子液体的分离提纯可以用水作溶剂。2.1.2两步合成法 对于一步合成法难以制得的离子液体,可以使用两步合成法。首先通过季铵
4、化反应制备出含目标阳离子的卤盐,然后用目标阴离子置换卤离子或加入路易斯酸与之反应得到目标离子液体。反应如下图所示:在第二步反应中,使用金属盐MY(常用的是AgY或NH4Y)时,产生AgX沉淀或NH3、HX气体而容易除去;加入强质子酸HY,反映要求在低温搅拌条件下进行,然后多次水洗至中性。用有机溶剂提取离子液体,最后真空除去有机溶剂得到纯净的离子液体。应特别注意的是在用目标阴离子Y-交换X-阴离子的过程中,必须尽可能地使反应进行完全,确保没有X-阴离子留在目标离子液体中,因为离子液体的纯度对于其应用和物理化学特性有至关重要的作用。通常高纯度离子液体的合成可以在离子交换器中,利用离子交换树脂通过阴
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