离子液体的应用进展(3)

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化学工业与工程技术

２０１１年第３２卷第６期　

粒的表面形成一层离子液体的修饰层，修饰层阻止了Ａ即阻止了Ａｇ的进一步聚集，ｇ纳米微粒粒径的同时也阻止了Ａ增大，ｇ纳米微粒之间的团聚。与传统的制备方法相比，离子液体作反应溶剂，既能控制粒径的尺寸、几何学、形态学等特性，又具有实验

１９］

。装置简单、易于操作等优点［

固定与转化利用中得到了前所未在对ＣＯ２的吸收、有的发展。离子液体吸收Ｃ一种是Ｏ２有２种途径：常规离子液体利用其特有的氢键网络结构及阴离子将Ｃ与ＣＯＯ２的特殊作用，２置于离子液体的网状空隙中而被固定，其吸收机理为物理吸收；另一种是功能化离子液体，它是根据ＣＯ２的酸性特征而设计的

２３］

。吸收机理为化学吸收［特殊结构的离子液体，

Ｍｏｒｒｉｓ等提出用离子液体取代常规的水或者

有机溶剂作为反应介质的分子筛合成方法，被称为

２０］

。最主要的特点是离子液体在作离子热合成法［

Ｂａｔｅｓ等合成了含有—ＮＨ２官能团的功能化离子液

体［ａｂｉｍ］ＢＦ１３３－（－丙胺基）－－丁基咪唑四氟硼酸ｐ４［

２４］

，发现它对Ｃ盐］［Ｏ２的吸收较常规离子液体效果

溶剂的同时还作为结构导向剂，减少了溶剂－骨架结构的作用和结构导向剂－骨架结构作用的竞争，更容易得到目标产物，合成反应可在常压下进行，反应容器也相对简易，这样可以消除因反应过程中产生的高压而带来的安全隐患。

刘维民等首先发现离子液体作为润滑油和固体

］２１－２２

。润滑薄膜使用能降低多种偶件的摩擦系数［

该离子液体吸收Ｃ好。在常温常压下，Ｏ．２高达７，质量分数）亦即ＣＯ＝４％（２的物质的量分数ｘＣＯ２

具有０．５，ＣＯ２在该离子液体中的吸收为化学吸收，在一定温度（下可以释放出可逆性，３５３～３７３Ｋ）离子液体则可循环利用。ＣＯ２，

包括直接利用ＣＯ２固定的目的是将其再利用，

或转化成有用的化学品。由于离子液体的优良特常被用作一些反应的介质或催化剂。目前，研究性，

较多的是以离子液体为催化剂代替传统催化剂，使ＣＯ２与环氧化合物的环加成反应合成含有羰基的环状碳酸酯，生成的环状碳酸酯是纺织、印染、高分也是在药物和精子合成及电化学方面较好的溶剂，

］２５－２７

。细化工中常见的药物中间体［

研究了１３－己基－－甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体和１３－己基－－乙基咪唑四氟硼酸盐离子液体的润滑效

果，并与传统的润滑剂效果进行了对比，发现在钢／钢摩擦副上离子液体的承载最大负荷可达到１０００　而传统润滑剂在４Ｎ，００Ｎ和５００Ｎ时就会发生卡

并且由于离子液体对水和空气稳定性好，溶入少咬，

量水的离子液体（小于５％）可以改善抗磨能力。２种离子液体的摩擦系数均低于传统润滑剂。其后，他们又考察了阴离子种类对离子液体摩擦学特性的影响。在室温条件下，钢／钢摩擦副上３种阳离子相似的烷基咪唑离子液体减摩性能由大到小顺序为：

－－－［［［双（三氟甲基磺酰）胺ＢＦＰＦＮＴｆ４］，６］，２］［－－

；［［抗磨性能由大到小顺序为：盐］ＰＦＮＴｆ６］，２］，－－［［ＢＦＢＦ４］。在试验中发现，４］类离子液体能适

陶瓷／陶瓷等多种摩擦副，摩擦系数用于金属／金属、

纤维素是植物细胞壁的主要成分，我国生物质资源相当丰富，每年产生的农作物秸秆总量就有

５　

。随着石油、煤炭等不可再生资源的日７．２×１０ｋｔ

将纤维素等可再生资源用于工业生产制备益短缺，

］２８－２９

。Ｓ已越来越受到重视［新型材料，ｗａｔｌｏｓｋｉ等３０］

，率先开展了离子液体用作纤维素溶剂的研究［发

［）现１作为纤维３Ｃｉｍ］Ｃｌ－丁基－－甲基氯化咪唑（４ｍ

素溶解剂有很好的效果，并探讨了不同阴阳离子结构的离子液体对纤维素溶解性能的影响。研究发

－

）现，当离子液体中阴离子为强氢键接受体（如Ｃｌ－

［时，离子液体能够溶解纤维素，的Ｃｉｍ］Ｃｌ中Ｃｌ４ｍ

极低，可作为通用型润滑剂使用。

４　用于环境科学

离子液体作为一类新型的环境友好介质和软功能材料受到了广泛的关注，离子液体的特殊结构决定了其具有独特的性质，使其应用领域不断拓宽。近年来，随着环境问题和能源危机的日益突出，离子液体的使用不断向环境科学领域迈进。

如今，工业化生产排放出大量的ＣＯ２成为人们亟待解决的问题。从环境角度上，ＣＯ２是一种温室气体，但从资源化角度看，它又是一种丰富的碳资源，所以将工业排放的ＣＯ２固定利用已经成为世界范围内的一个研究热点。

由于离子液体独特的物理、化学性质，离子液体

浓度和活性最高，对纤维素的溶解性最好，Ｓｗａｔｌｏｓ－

－

与纤维素分子上的羟基形成了ｋｉ认为这可能是Ｃｌ

氢键而使纤维素分子间或分子内的氢键作用减弱，

从而导致纤维素溶解；而当阴离子为配位型阴离子

－－（［如［时，离子液体则不能溶解纤维ＢＦＰＦ４］、６］）３０］

。他还指出，素［阳离子结构对纤维素的溶解性能

也有重要影响，取代烷基碳链越长，对纤维素的溶解

－

能力越差，并将此归因于Ｃ有效浓度的降低。另ｌ

外，水与纤维素羟基之间存在竞争性的氢键作用而阻碍了离子液体对纤维素的溶解，因而离子液体中