2024年4月21日发(作者：)

离子液体

1离子液体的概述 ............................................................................................................ 1

2离子液体的种类和性质 .................................................................................................. 2

3离子液体合成的方法 ..................................................................................................... 4

4离子液体的应用 ............................................................................................................ 6

1离子液体的概述

随着科技发展和环保意识的增强，清洁、低耗、高效的化学化工反应是发展

的必然趋势。绿色化学作为环境友好化学，它从源头上避免和消除了对生态环境

有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用以及副产物等的产生，力求使化学

反应具有“原子经济”性，实现废物的“零排放”。可以看出绿色化学是发展生

态经济和工业的关键，是实现可持续发展战略的重要组成部分。而传统的化学反

应和分离过程由于涉及大量的易挥发有机溶剂，容易对环境造成严重污染。针对

常规有机溶剂易产生污染的缺点，为适应绿色化学发展需要，一种新型绿色溶剂

—室温离子液体引起人们的高度重视。室温离子液体是一种兼有液体与固体功能

特性的“固体”液体。特别是离子液体具有“零”蒸气压、高稳定性和催化功能，

使得其在取代挥发性高、有毒、且易燃、易爆的有机溶剂或高腐蚀性及污染环境

的浓硫酸、氢氟酸等无机酸，发展绿色化学和清洁工艺与过程研究领域中具有广

泛的应用前景。作为一种非传统液体，其物理、化学性质前人一直在不断的研究，

发现了大量有价值的数据和规律。但离子液体毕竟是新兴事物，还有许多未开发

的空白，致使离子液体本身的特性还未能被系统的充分认识。而且有一些很必要

的物理数据还没有准确测定甚至尚未测定，这些都限制了离子液体的应用研究工

作的开展。近年来，随着环境意识的加强，对汽柴油硫含量的要求日益严格，世

界各国也纷纷提出了更高的油品质量标准，进一步限制汽柴油中的含硫量以更好

地保护人类的生存空间。因此最大限度地脱除含硫化合物，在燃油生产加工和储

备中显得尤为重要。到目前为止，开发的各种柴油脱硫技术中，加氢还原脱硫技

术比较成熟，对反应机理研究比较透彻，也是目前工业脱硫的主要技术。但加氢

脱硫技术的苛刻反应条件和高成本，限制了它的应用。探索更温和的脱硫方法和

条件是当前实现可持续发展战略的重要工作之一，也是突破制约化学工业发展瓶

颈的主要手段，而室温离子液体的良好的脱硫效果让研究者们看到了一类对环境

友好的新型绿色溶剂。不仅是从基础化学的观点极为关注，而且从工业的角度也

会带来极大的冲击。近年来离子液体在含硫燃料油体系中萃取脱硫方面的研究已

经成为化学界的热点课题之一。

离子液体一般是指由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的有机盐，离子间

的静电引力相对较弱，晶格能小，在室温或接近室温下通常呈现液态.原则上，

只要在室温或近室温条件下能将不同种类的阴、阳离子组合设计为“结构可调、

环境友好”的液态有机盐，均可称为离子液体。从理论上讲，只要改变阴、阳离

子的结合方式即可设计出数目巨大、种类繁多、不同组合及应用的离子液体.按

阴阳离子的不同排列组合方式，离子液体的种类可高达1018，但就目前的研究

来看，实际合成出来的离子液体数量和品种极为有限。与传统溶剂相比，离子液

体具有良好的热稳定性、难以挥发、蒸汽压可忽略、不易燃；液程范围宽、不易

分解；溶解范围广、易于分离回收、可再生循环使用；电化学窗口宽、导电率高；

阴阳离子可功能化设计等特性。这些特殊的结构和物性特征给离子液体的应用带

来了广阔的发展空间，尤其是离子液体本身的“非”挥发性和独特的大量溶解二

氧化碳的能力，使之在固定转化和利用CO

2

方面具有极大的应用潜力，已成为

替代传统有机溶剂最重要的绿色介质之一。

2离子液体的种类和性质

离子液体主要是由有机阳离子和无机阴离子构成。目前研究的离子液体的阳

离子有4类：烷基季铵离子［NR

x

H

4

－

x

］、烷基季磷离子［PR

x

H

4

－

x

］、1，3－烷基

取代的咪唑离子［R

1

R

3

Im］

＋

和N

－

基取代的吡啶离子［Rpy］（见图1）。

图

1

室温离子液体中常见的阳离子

阴离子主要是BF

4

、PF

6

、NO

3

、CF

3

SO

3

、HSO

4

、AlCl

4

等体积较大的

－－－－－－

阴离子。离子液体的种类有很多，大致上可以分为AlC1

3

型、非AlC1

3

型和其他

特殊类型3种。前2种离子液体的主要区别在于负离子不同。