离子液体的PPT

1、离子液体及其相关介绍离子液体及其相关介绍第十组邬锋华，刘昱辰，戚华吉，周曼内容简介内容简介离子液体离子液体n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。n按酸碱性不同可分：n酸性离子液体n中性离子液体n碱性离子液体n离子液体的种类有很多 大致上可以分为，AlCl3型、非AlCl3型和其他特殊类型。前2种离子液体的主要区别在于负离子不同。n1 A1C13 型：主要用于电化学和化学反应中，可同时作溶剂和催化剂。但其热稳定性和化学，稳定性较差，且不可遇水，空气中有水蒸气也不行，使用不便。n2 非A1C13 型：对水、大气稳定且组成固定。随着人们对离子液体研究

2、的不断深入，离子液体，品种已达到几百种。n3 新型离子液体：由含氮的有机杂环阳离子和无机阴离子组成。与有机溶剂相比，具有很多突出的优点。无机盐和离子液体的熔点无机盐和离子液体的熔点Saltm.p. (oC)NaCl803KCl772K2CO3891AlCl3192NaCl-KCl (50:50) 658AlCl3- NaCl-KCl (60:26:14)94Ionic liquidm.p. (oC)BMImCl65BMImBF4-76BMImPF6-8BMImCF3CO2-14* 蒸汽压非常小，不易挥发，不易燃，不易爆，毒性小* 熔点低，液态范围宽，化学和热稳定性好* 溶解性很好，能溶解许多有

3、机物* 导电性好，电化学窗口宽* 价格便宜，容易制备且后处理简单能循环使用* 具有较大的极性可调控性，粘度低，密度大n直接合成法：通过酸碱中和反应或季胺化反应 等一步合成离子液体 n两步合成法：直接法难以得到目标离子液体， 必须使用两步合成法n新型合成方法：微波及超声辅助合成1、在电池技术方面的应用2、在电合成方面的应用3、在电镀/电沉积方面的应用4、在电化学电容器方面的应用5、在抗静电方面的应用6、在传感器方面的应用7、在毛细管电泳方面的应用在电池技术方面的应用在电池技术方面的应用n 化学电源的开发是绿色化学中的重要课题，高能量、长寿命、低污染已成为判别化学电源是否可行的根本依据。离子液体的

4、高离子电导率、宽电势窗口、无明显蒸汽压，不挥发和电化学稳定的独特优势使其作为电解质在锂电池和太阳能电池的应用方面显示了诱人的前景。在电合成方面的应用在电合成方面的应用n一、性质稳定，溶解性好，可重复使用n二、能促进反应的进行n三、目标产物的选择性好，收率高 邓友全等于室温、常压、无催化剂条件下，在bmimBF4、bpyBF4、bmimPF6离子液体中电化学活化CO2，与环氧化合物反应，合成了环状碳酸酯。反应后通过蒸馏将离子液体从反应混合物中分离，离子液体重复使用5次后催化活性还未见明显降。在电镀在电镀/电沉积方面的应用电沉积方面的应用n 对电沉积而言, 离子液体兼备了高温熔盐和水溶液的优点:

5、具有较宽的电化学窗口, 在室温下即可得到在高温熔盐中电沉积才能得到的金属和合金, 但没有高温熔盐那样的强腐蚀性;同时, 在离子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的金属, 但没有副反应, 因而得到的金属质量更好。研究人员已对铜、锌、铁、镉、金、银钯等金属和半导体元素的沉积进行了研究。在电化学在电化学电容器电容器方面的应用方面的应用n 电化学电容器不依赖化学反应，而是利用电极/电解质界面的双电层快速充放电原理，用比表面高的多孔电极能贮存较多的电能，它主要用浸渍导电聚合物的各种类型的碳材料和金属氧化物作F/g电极材料，用水溶液、非水溶液和固体聚合物作电介质。非水溶液在电容器中的使用是广为人知

6、的，它能得到宽的电化学窗口，从而增加电容器的能量密度。以中性的离子液体作电介质的双层电容器已见报道，离子液体采用EMIC/AlCl3中性溶液，电极选用高比表面的碳材料，电压大于3V，电容值1.7F(或1.3/g)，能量密度约1.8Wh/kg。在抗静电方面的应用在抗静电方面的应用n 将枫树和松树的表皮分别浸润或涂刷上bmimBF4、bmimPF6、bmimC1、emimBF4和emimPF6离子液体，研究发现经离子液体处理过的木材表面电阻和体积电阻都符合ASTM标准，且这些离子液体都可以作为枫树和松树有效的抗静电剂，并发现松树比枫树有更低的电阻和更高的抗静电能力。在传感器方面的应用在传感器方面的

7、应用n 瑞士一公司利用离子液体吸水后电导增加的原理，开发了一种空气湿度传感器，这种基于离子液体为敏感单元的湿度传感器与已有的基于聚合物膜为敏感单元的湿度传感器相比，具有更快的响应时间和更强的抗干扰能力。在毛细管电泳方面的应用在毛细管电泳方面的应用n 毛细管电泳作为很好的电化学分离手段广泛用于金属离子、药物、蛋白质等的分离和检测，但由于其硅管壁带负电荷，能够吸附正离子和生物大分子的正电荷部分，严重影响了其分离效果。将离子液体通过共价键键合在毛细管表面，通过静电排斥作用减少吸附量，减少电渗流，还可以使毛细管的电渗流逆向、迁移速度随pH值的减少而增加，分离效率和重现性都很好。n日前，中科院上海应用物理研究所研究员徐洪杰、吴国忠联合小组合作，经过两年多在日本（KEK）、北京（BSRF）和合肥（NSRL）同步辐射光源的尝试，成功利用同步辐射的X射线精细结构分析（XAFS）方法对室温下离子液体的原子内部精细结构进行了测定。n研究组选择由ZnCl2（氯化锌）和氯化胆碱（一种常规的鸡饲料添加剂）构成的系列离子液体，利用XAFS方法对锌元素的K边进行测定，得到了离子液体内部锌原子局域环境的详细信息，由此提出了不同ZnCl2含量下离子液体的分子排列结构；并首次提出在离子液体中Z