离子液体的应用进展(2)

　关淑霞等

离子液体的应用进展

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中，经ＣｕＣｌ改性的离子液体催化效果最好，Ｃ８组分的选择性由５９．２％提高到７４．８％。

ＦｒｉｅｄｅｌＣｒａｆｔｓ烷基化和酰化反应在精细化－

３］４］

、工［医药及农药中间体［生产等领域中占有重要的地位，传统的催化剂是ＡｌＣｌＦｅＣｌＺｎＣｌ３，３，２或

这些催化剂在使用过程中会产生大量的Ｈ２ＳＯ４等，造成设备腐蚀、环境污染及产物分离困难等问废酸，

题。也有研究采用固体催化剂，如分子筛、固体超强酸等催化剂，但这些固体酸催化剂会快速失活，难以实现商业化生产。１９７６年，Ｋｏｃｈ等首次报道了离子液体作为溶剂和催化剂用于ＦｒｉｅｄｅｌＣｒａｆｔｓ反－

５］

。随后，应［离子液体催化作为环境友好催化工艺受到了广泛关注。邓友全等研究了少量ＨＣｌ调变的氯铝酸盐离子液体超强酸催化体系中苯与烯烃的

６］

，与纯Ａ催化活性烷基化反应［ｌＣｌ３作催化剂相比，－

（）显著提高。ＳｏｎｃＯＴｆｇ等研究了含有Ｓ３的离子

１２］

。Ｌ从而增加电容器的能量密度［电化学窗口，ｅ－

ｗａｎｄｏｗｓｋｅ等研究了ＥＭＩＢＦＥＭＩＮＴｆＢＭＩ－４，２，

聚合物电解质的电化学ＢＦＢＭＩＰＦ４，６等离子液体－特性，发现采用高比表面积活性炭材料时，比电容为／，当用上述离子液体作为超级电容器电４５～１８０Ｆｇ

解质时，通过加入环丁砜（作为增塑剂和离子ＴＭＳ）液体稀释剂，提高了电解质的电导率，其中，ＰＡＮ－（的电导率为１ＥＭＩＢＦＴＭＳＰＡＮ为聚丙烯腈）５４－／相同条件下，纯ＥＭｍＳｃｍ（ＩＢＦ４离子液体的电导

［］１３－１４

／。率为１３．８ｍＳｃｍ）

众所周知，电解铝是世界上最大的电化学工业目前铝的精炼主要采用三层液高温熔盐应用项目，

制备方法，存在温度高、操作复杂、能量消耗高、设备腐蚀严重等缺点。将离子液体用于金属的电沉积，室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金没有高温熔盐的强腐蚀性，且能耗大大降属或合金，

１５］

。因此，使用离子液体进行电沉积可以减少设低［

液体催化多种烯烃和苯的ＦｒｉｅｄｅｌＣｒａｆｔｓ烷基化反－

７］

，应［烯烃转化率均在９其单烷基化产物９％以上，

备腐蚀和环境污染，实现冶金过程的绿色生产。Ｅｎｄｒｅｓ等报道了在物质的量分数为５５％的路易斯酸性离子液体［ＥＭＩＭ］ＣｌＡｌＣｌ２－３中沉积微米和纳

１６］

。在离子液体中加入有机添加剂米级的金属铝［

选择性在６５％～９３％之间。但在同等条件下的多种极性溶剂和水中，烷基化反应不能进行。２　用于电化学

电化学是离子液体最先应用的领域。离子液体体系中均为离子，由于这种独特的全离子结构，使其良好的离子导电性等电拥有宽阔的电化学电位窗、

化学特性，在电池、电容器、晶体管、电沉积等方面具有广泛的应用前景。

电解液的种类很大程度上影响着电池能量的贮早在２存和释放，０世纪７０年代，Ｏｓｔｅｒｏｕｎｙｇ等开始对离子液体作为电解液在电池中的应用进行了深

］８－９

，入的研究［ＤＩＭＥ双嵌式熔融盐电池便是将离

微粒平均在１烟碱酸即可得到纳米级的金属铝，４如果不加入烟碱酸，阶跃电流沉积和恒电ｎｍ左右；

位沉积时得到的铝微粒均在１００ｎｍ以上。实验结果表明，恒电流沉积时，可以得到１０ｎｍ以下的纳米微粒；通过改变电解液的组成和沉积过程的电化学可以得到平均１且粒参数，０～１００ｎｍ的纳米微粒，径分布较窄。３　用于材料科学

离子液体与材料科学两热门研究领域的联合，为现代化学提供了令人瞩目的空间。材料的创新与发展是其他相关科学技术发展的前提和保障。因此，材料的合成一直是材料科学领域的研究热点和

１７］

。目前，前沿［在离子液体中已经合成出纳米金属

从而避免使用任何有机子液体用作电池的电解液，

溶剂和挥发物质。Ｍａｃｆａｒｌａｎｅ等设计的离子液体为

１０］

，塑晶网格［可将锂离子掺杂其中。由于这种晶格

的旋转无序性，且存在空位，锂离子可在其中快速移动，其导电性好，使离子液体在二次电池上的应用很有前景；Ｙａｓｕｓｈｉ等将［Ｅｍｉｍ］ＣｌＦｅＣｌＦｅＣｌ－２－３体系

１１］

，应用于电池中［该体系具有低熔点及可逆的氧化

材料、氧化物、分子筛、润滑剂、储能材料和光学材料等。

纳米金属粒子具有许多独特的催化性能，但金属纳米粒子因热力学和动力学因素导致易聚集成块，其优越性得不到充分发挥。通过研究，张晟卯等在１３－甲基－－丁基咪唑四氟硼酸盐中合成出了纳米

１８］＋

。其制备的过程如下：首先Ａ银颗粒［ｇ被还原为

还原反应特征，有望在充电电池中得到进一步应用。

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更为广泛，它能得到宽的

，由于新生成的ＡＡｇｇ粒子均匀分散在离子液体中，

很容易在ＡＡｇ纳米微粒的表面活性较大，ｇ纳米微