什么叫离子液体

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什么是“离子液体”?

定义： 室温范围内，能以稳定液态形式存在的熔盐，称为“离子液体”。

离子液体，简称ILs（来自英文名Ionic Liquids缩写），通俗理解，“离子液体”是一类“有机盐”，由阴、阳离子构成，默认“阳离子”为有机体。起初，研究人员得到一类室温下为液态（熔融态）的有机盐，后来把这类盐称为“离子液体”，目前，尚没有明确而有说服力的定义，我司综合“离子液体”发展史、研究、会议和应用成果，定义：阳离子为有机结构的可熔融盐，称之为“离子液体”。基于此，“离子液体”应具如下特征：

阳离子为有机结构，阴离子任意，言外之意，阳离子为无机结构的，不属于“离子液体”范畴

可熔融，有熔点，即有液程，言外之意，加热到分解时还没熔融的，不属于“离子液体”范畴

可见，不是所有“离子液体”在常温下是液体，也就是说，常温下，离子液体不一定是液体。

注：默尼化工科技（上海）有限公司综合相关研究、会议和应用给予“离子液体”的定义，仅供参考

就“离子液体”，业内学者的一些定义如下：

室温离子液体（RTILs - Room Temperature Ionic Liquids），室温范围或100℃以内可呈现为液态的熔融盐

使用温度下可呈现为液态的熔融盐（张锁江院士于2017年在“第四届全国离子液体与绿色过程学术会议”上给出的定义）

一般而言，离子化合物熔融成液体需要很高的温度才能克服离子键作用力，熔化为液体。例如NaCl的熔点为803℃，在高温下才能成为液体。某些离子化合物的阴、阳离子体积差距很大，结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积，结构松散，阴阳离子间的作用力小，熔点低，在室温下能以稳定液态形式存在，”离子液体“便由此而产生。

离子液体常用术语有：

离子液体 -Ionic Liquid - IL

室温离子液体 - Room Temperature Ionic Liquid - RTIL

熔盐 - Melten Salt - MS

室温熔盐 - Romm Temperature Melten Salt - RTMS

环境温度熔盐 - Ambient Temperature Melten Salt - ATMS

环境温度离子液体 - Ambient Temperature Ionic Liquid - ATIL

功能离子液体 - Task Specific Ionic Liquid -TSIL

液态有机盐 - Liquid Organic Salt - LOS

熔盐 - Fused Salt - FS

新型溶剂 - Neoteric Solvent - NS

“离子液体”种类

离子液体一般按照阳离子分类，阳离子的正电荷位为N、P、S为主，主要分类：咪唑、吡咯烷、吡啶、吗啉、 哌啶、季铵、季鏻、胍、...（结构如下图所示），其中，咪唑类离子液体熔点普遍较低，可选取代基较多，绝大多数常温下为液体，其他种类离子液体熔点则普遍较高，常温下为液体的可选取代基较少，多为固体形式存在，原则上说，有正电荷载体的物质都有可能制备成离子液体。

阴离子一般不用来分类离子液体，常见的阴离子有：

卤盐：Cl-、Br-、I-、Br3-、...

碱盐：OH-、CO32-、HCO3-...

含F：BF4-、PF6-、FSI-、TFSI-、SbF6-、TfS-、...

有O酸：Ac-、MS-...

氨基酸：Lac-、Cys-、Gly-、...

酯：SO-、SDd-、SHd-、PB2-、...

卤化物：FeCl4-、AlCl4-、ZnCl2-、CuCl2-、...

等等，理论上，所有阴离子都可以用来构成离子液体。

“离子液体”可设计性

离子液体种类繁多，改变阴、阳离子的不同组合，或进行有机结构改造，可以设计合成出不同的离子液体。

“离子液体”亲、疏水性

亲水代表易溶于水，疏水代表不易溶于水。但在涂料或者塑料行业，亲水表示水分子在基材上面容易铺展开，疏水代表水分子在基材上面呈现团聚状态，譬如荷叶效应。

离子液体亲水性、疏水性，首先由阴离子决定，一般情况，阴离子对应的K盐，不易溶于水，则其对应的离子液体多为疏水性，反之，则需要考量阳离子的作用，如果阳离子对应的Cl盐、或Br盐不易溶于水，则对应的离子液体大多也为疏水性。

“离子液体”稳定性

离子液体稳定性受阴、阳离子双重作用，稳定性决定离子液体的适用温度范围，总结规律如下：

1） 碱性越强，离子液体稳定性越差

2） 阳离子稳定性：杂环<非杂环，长链<短链

3） 阴离子稳定性：可参考对应Na、K、铵盐的稳定性

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