離子液體由于具有低的揮發性,被認為是最有可能代替揮發性有機化合物(VOCs)的溶劑。近年來,離子液體在包括化學、生物、物理、工程等的很多學科領域都成為了熱點的研究話題。不斷地有令人震驚的新發現新應用呈現在世人面前,例如氣體吸附劑、潤滑劑、催化劑、萃取劑、離子液晶、爆炸物和推進劑燃料。離子液體由于其獨特的性能(例如極低的蒸汽壓、可調的極性、不易燃性以及高的穩定性等)已經在科學圈已經引發了一場新的革命。尤其是穩定性在許多應用中扮演者不可或缺的角色。
在上個世紀,離子液體被認為是惰性溶劑,但是離子液體真的穩定嗎?如果不穩定,它的分解會造成怎樣的消極影響?
與典型的有機溶劑不一樣,在離子液體里沒有電中性的分子,100%是陰離子和陽離子,在負100℃至200℃之間均呈液體狀態,具有良好的熱穩定性和導電性,在很大程度上允許動力學控制;對大多數無機物、有機物和高分子材料來說,離子液體是一種優良的溶劑;表現出酸性及超強酸性質,使得它不僅可以作為溶劑使用,而且還可以作為某些反應的催化劑使用,這些催化活性的溶劑避免了額外的可能有毒的催化劑或可能產生大量廢棄物的缺點,且價格相對便宜。多數離子液體對水具有穩定性,容易在水相中制備得到。離子液體還具有優良的可設計性,可以通過分子設計獲得特殊功能的離子液體。總之,離子液體的無味、無惡臭、無污染、不易燃、易與產物分離、易回收、可反復多次循環使用、使用方便等優點,是傳統揮發性溶劑的理想替代品,它有效地避免了傳統有機溶劑的使用所造成的嚴重的環境、健康、安全以及設備腐蝕等問題,是名副其實、環境友好的綠色溶劑。適合于當前所倡導的清潔技術和可持續發展的要求,已經越來越被人們廣泛認可和接受。
離子液體已經在諸如聚合反應、選擇性烷基化和胺化反應、酰基化反應、酯化反應、化學鍵的重排反應、室溫和常壓下的催化加氫反應、烯烴的環氧化反應、電化學合成、支鏈脂肪酸的制備等方面得到應用,并顯示出反應速率快、轉化率高、反應的選擇性高、催化體系可循環重復使用等優點。此外,離子液體在溶劑萃取、物質的分離和純化、廢舊高分子化合物的回收、燃料電池和太陽能電池、工業廢氣中二氧化碳的提取、地質樣品的溶解、核燃料和核廢料的分離與處理等方面也顯示出潛在的應用前景。