离子液体发展史

2018-08-27 10:47:22 adman 34

    第一代离子液体

    1914年:Walden通过浓硝酸和乙胺反应制得发明了人类史上第一种离子液体:硝基乙胺 (EtNH3)N03,该物质熔点是12℃ ,但是,该发现没有引起科学界的关注,这是因为由于其在空气中很不稳定而极易发生爆炸,这是最早的离子液体,也是第一代离子液体。

    1940年:RH.Hurley和T.P Wiler首次合成出在室温条件下是液体状态的离子液体,他们将N-甲基吡啶加入到AlCl3中,两固体的混合物在加热后变成了无色透明的液体。该离子液体的阳离子是正乙基吡啶,合成出的离子液体是溴化正乙基吡啶和氯化铝的混合物。但这种离子液体的液体温度范围还是比较狭窄的,而且,氯化铝离子液体遇水会放出氯化氢,对皮肤有刺激作用。

    1976年:美国科罗拉多州立大学的Robert利用AICl3/[N-EtPy]Cl作电解液,进行有机电化学研究时,发现这种室温离子液体是很好的电解液,能和有机物混溶,不含质子,电化学窗口较宽。

    1979年:Osteryong和Wilkes研究小组第一次成功地制取了室温氯铝酸盐。当时,离子液体的研究和发展主要集中在电化学应用上。

    1982年:Wilkes以1-甲基-3-乙基咪唑为阳离子合成出氯化1-甲基-3-乙基咪唑,在摩尔分数为50%的AIC13存在下,其熔点达到了8℃。在那以后,离子液体的应用研究才真正得到广泛的开展。但是此类离子液体对水非常敏感,需要在完全真空中或惰性气氛下进行处理和研究,这阻碍了其应用范围。

    1986年:Seddon等在《自然》上发表论文,报道采用N,N一二烷基咪唑嗡与氯化铝组成的离子液体作为非水溶剂,研究过渡金属配合物的电子吸收波谱。

    值得一提的是,与其他刚刚出现的新事物一样,离子液体被人们认识和接受也不是一帆风顺的。当Seddon教授在1986年最初向英国政府提出开展离子液体研究的建议时,却被三位项目评审专家一致地否定了。可见,新事物总是很难被大家所接受!幸运的是英国BP石油公司却非常看好离子液体,给予Seddon教授资金资助,使得Seddon能够专心于研究离子液体。

    第二代离子液体

    1992年:Wilkes和Zaworotko合成出抗水性、稳定性强的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(bmim[BF4]),自此以后,离子液体的研究步入正轨。这一类离子液体非常适合用作反应介质,意味离子液体方法学的诞生,同时也意味着第二代离子液体从此诞生。

    1996年:Gratzol和Bonhote报道了含N (CF3SO2) 2-的咪唑类离子液体, 这种离子液体比第一代离子液体对水稳定,不溶于水,还兼具低熔点、低粘度、高导电率、高热稳定性的优点,此后N (CF3SO2) 2-成为被广泛采用的离子之一。

    第三代离子液体

    2000年后,功能化成为离子液体研究方向,根据所需要的物理性质(如粘度、传导能力、熔点),化学性质(配位能力、极性、酸性、手性、溶解性)的需要,可以在离子液体中嫁接一些功能化基团以适应所需的功能化需要。至此,离子液体迅速发展到第三代——功能化离子液体,离子液体也因 此被称作“设计者的溶剂”。

    2000年:Visser A E等报道了一种含有异喹啉类阳离子的离子液体。同年,David 工作组公布了含氟取代烷烃链的离子液体,它们可作为表面活性剂将全氟取代烃(即氟碳化合物)分散于离子液体中,这一发现无疑将推动两种新型绿色溶剂在应用中的结合。

    2001年:Golding等发现了具有配位能力的N(CN)2-类新离子液体。

    2003年,Bao等又发现了从天然氨基酸中制备出稳定的手性咪唑阳离子,可见手性的引入将为离子液体的发展注入新的方向。

    2005年:Bicak等发现了2-羟基乙铵甲酸盐,这种离子液体具有极低的熔点(-82‴),室温时有很高的离子电导率(3.3mS〃㎝-1)以及高可极化度,热稳定性达到150‴,此离子液体能溶解许多无机盐,一些难以溶解的聚合物如聚苯胺和聚砒咯在此离子液体中也能很容易的溶解。


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