室温离子液体中纳米导电聚合物材料的制备3_.pdf
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1、 件下进行,然后多次水洗至中性,再用有机溶剂提取室温离子液体,最后真空除去有机溶剂得到纯净的室温离子液体97。需要注意的是,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-阴离子残留在目标室温离子液体中,因为室温离子液体的纯度对于其应用和物理化学特性的表征至关重要。高纯度二元室温离子液体的合成通常是在离子交换器中利用离子交换树脂通过阴离子交换来制备。另外,直接将 Lewis 酸(MXy)与卤盐结合,可制备阳离子MnXny+1型离子液体,如氯铝酸型室温离子液体98的制备就是利用这个方法。1.3.3 室温离子液体的应用 根据室温离子液体自身的特性,目前其应用
2、研究领域主要为:分离过程、化学反应、电化学三个方面99-101。1.3.3.1 室温离子液体在分离过程中的应用 Roger等102研究了苯的衍生物如甲苯、苯胺、苯甲酸、氯苯等在室温离子液体bmimPF6相与水相中的分配系数,并与其在辛醇/水间的分配进行比较,两者有对应关系。由于bmimPF6不溶于水,不挥发,故蒸馏过程中不损失,可以反复循环使用。研究表明,用金属离子萃取剂1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚可以将过渡金属离子从水相萃取到室温离子液体相bmimPF6中,而用冠醚可将第1、2族金属离子如Cs+、Sr2+从水相萃取到室温离子液体相。若用室温离子液体萃取了低挥发性有机化合物,则可用超临界流体
3、将其从室温离子液体相中除去,室温离子液体不会污染萃取相和被萃物103。文献104报道了在bmimPF6中,以萘为不挥发溶质,用CO2为超临界流体的萃取过程。Fadeev等105采用室温离子液体bmimPF6、omimPF6对从发酵液中萃取正丁醇进行了研究,水与室温离子液体的相互溶解度对萃取的选择性有很大的影响。23 oC下纯水与bmimPF6或omimPF6达到平衡时,水相中室温离子液体含量为2.297%或0.350%,室温离子液体相中水含量分别为2.116%或1.520%,当被萃取的水中有正丁醇时相互溶解度更大。但是用于萃取时水中的室温离子液体如何回收会成为新的问题,因此应选择在水中溶解度小
4、的室温离子液体。文献106研究了20种有机物(10种为苯及其衍生物,10种为己烷及其衍生物)22 oC下在bmimPF6中的溶解度,有的完全互溶(如苯胺、正己烷),有的溶解度很小(如苯、1-氯己烷)。在40 oC、138105 Pa下用CO2从室温离子液体bmimPF6中萃取有机物,在10个苯系有机物中平衡萃取率达到95%时,苯酚、苯甲酸、苯甲酰胺(固体)需要的CO2量最多,而苯、氯苯(与室温离子液体不互溶)需要的CO2量最少;在10个己烷系物质中,己酰胺需要的CO2量是其他物质的2倍多。13 1.3.3.2 室温离子液体在化学反应中的应用 与传统的工业多相催化过程相比,均相催化虽然具有反应条
5、件温和以及催化效率高的优点,但存在的最大障碍之一就是均相催化剂的分离和回收相当困难。其结果不仅导致对产品和环境造成污染,而且会因为昂贵的均相催化剂的流失导致生产成本的增加。因此,均相催化至今仍未得到广泛的应用。室温离子液体的出现为解决上述难题带来了新的生机。以室温离子液体作反应系统的溶剂有如下一些好处:首先为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境,可能改变反应机理使催化剂活性、稳定性更好,转化率、选择性更高;室温离子液体种类多,选择余地大;将催化剂溶于室温离子液体中,与室温离子液体一起循环利用,催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点;产物的分离可用倾析、萃取、蒸馏等方法,因室温离子液体
6、无蒸气压,液相温度范围宽,使分离易于进行。室温离子液体作溶剂时化学反应可以是单相的,选用亲水的室温离子液体则可与有机相形成二相系,选用憎水的室温离子液体则可与水形成二相系。由于室温离子液体具有上述分子溶剂(如水、苯等)所不具有的特征,使其在液-液双相催化领域的应用与日俱增。迄今为止,对室温离子液体在烷基化、酰基化、羰基化、异构化、加氢反应、聚合反应、Heck反应和Diels-Alder反应等催化反应体系中的应用研究已有大量报道107-114。1.3.3.3 室温离子液体在电化学中的应用 室温离子液体所具有的优越的电学和电化学性能决定了它作为新型环保电解液的地位,大量的研究证明这种绿色电化学材料
7、拥有良好的应用前景115-117。传感器 Buzzeo 等118报道了用室温离子液体设计气体传感器。他们设计了一种新的游离膜电极且用一薄层室温离子液体对此电极进行改性。用室温离子液体做电解液不需要膜和添加辅助的电解液,这类传感器在更加苛刻的操作条件如高温高压下以及传统溶剂挥发的地方都有很大的应用潜力。Lee 等119用具有不同分子量的聚丙二醇-嵌-乙二醇-嵌-丙二醇-双(2-氨丙基酯)为母体来制备含锂的甲基磺酰基室温离子液体,并检测其用于乙醇传感器的可行性。电池和电容器 Kanakubo 等120报道了室温离子液体用于高压高电导率电池的情况。室温离子液体溶解了 0.11 MPa 的 CO2使其
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