English
往期目录
新闻公告
More
化学进展 2010, Vol. 22 Issue (07): 1499-1508 前一篇   

• 特约稿 •

离子液体的制备及应用*

张晓春 张锁江** 左勇 赵国英 张香平   

  1. ( 中国科学院过程工程研究所 多项复杂系统国家重点实验室    北京 100190 )
  • 收稿日期:2010-03-22 出版日期:2010-07-24 发布日期:2010-07-02
  • 通讯作者: 张锁江 E-mail:sjzhang@home.ipe.ac.cn
  • 基金资助:

    国家杰出青年科学基金；国家重点基础研究发展计划（973）

下载PDF ( 4473 ) 引用
导出

Preparation and Applications of Ionic Liquids

 Zhang Xiaochun  Zhang Suojiang**  Zuo Yong   Zhao Guoyang  Zhang Xiangping   

  1. ( State key Laboratory of Multiphase Complex Systems, Institute of Process Engineerting, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China )
  • Received:2010-03-22 Online:2010-07-24 Published:2010-07-02
  • Contact: Zhang Xiaochun E-mail:sjzhang@home.ipe.ac.cn

离子液体由于具有独特的物理化学性质而成为一种新型的绿色溶剂，近年来成为国际上研究的前沿和热点。它为开发新型绿色工艺、实现传统重污染、高能耗工业过程的升级换代提供了新机遇。本文介绍了离子液体的合成与制备方法，以及离子液体在CO2捕集分离及转化利用、电解/电镀铝、SO2吸收、废水处理以及废旧塑料降解循环利用中的应用，展望了离子液体的发展前景。

关键词： 离子液体, 制备, 应用, 绿色化学, 清洁过程

Ionic liquids are a new type of green solvents with many unique physical and chemical characteristics, and it has become the frontier of international research in recent years. Ionic liquids provide new opportunities for developing clean technology. This paper introduces the synthesis and preparation methods of ionic liquids, and discusses the applications of ionic liquids in CO2 capture, conversion and utilization, electrolytic/ electroplating aluminium, SO2 absorption, wastewater treatment, waste plastics degradation and recycling. Furthermore, the future development trends of ionic liquids are also discussed.

Contents 
1 Introduction 
2 Synthesis and preparation of ionic liquids
2.1 Common synthesis methods 
2.2 Outfield intensifying methods 
2.3 Microreactor methods 
3 Application of ionic liquids
3.1 Application in CO2 capture, conversion and utilization 
3.2 Application in electrolytic/ electroplating aluminium
3.3 Application in SO2 absorption 
3.4 Application in wastewater treatment
3.5 Application in degradation and recycling of waste plastics 
4 Conclusions and prospects

Key words: ionic liquids, preparation, application, green chemistry, clean process

中图分类号: 

()

［1 ］ Rogers R D. Nature，2007，447: 917—918
［2 ］ 张锁江( Zhang S J) ，吕兴梅( Lv X M) ，刘志平( Liu Z P)
等. 离子液体———从基础研究到工业应用( Ionic Liquid———
from Basic Research to Industrial Application) . 北京: 科学出版
社( Beijing: Science Press) ，2006. 150—157
［3 ］ Zhang S J，Yuan X L，Chen Y H，et al. J. Chem. Eng. Data，
2005，50: 1582—1585
［4 ］ Yuan X L，Zhang S J，Lu X M. J. Chem. Eng. Data，2007，
52: 596—599
［5 ］ 张锁江( Zhang S J) ，袁晓亮(Yuan X L) ，陈玉焕( Chen Y H)
等. CN 200510069408. 5，2005
［6 ］ Zhang Y Q， Zhang S J， Chen Y H， et al. Fluid Phase
Equilibria，2007，257: 173—176
［7 ］ Zhang Y Q，Zhang J M，Chen Y H，et al. 过程工程学报( The
Chinese Journal of Process Engineering) ，2007，7: 1094—1098
［8 ］ Chen Y H，Zhang S J，Yuan X L，et al. Thermochimica Acta，
2006，441: 42—44
［9 ］ Zhang J M，Zhang S J，Dong K，et al. Chem. Eur. J. ，2006，
12: 4021—4026
［10］ 张建敏( Zhang J M ) ， 张锁江( Zhang S J ) . CN
200510072325. 1，2005
［11］ Zhang S J，Chen Y H，Ren X F，et al. J. Chem. Eng. Data，
2005，50: 230—233
［12］ Zhang Y Q，Zhang S J，Lu X M，et al. Chem. Eur. J. ，2009，
15: 3003—3011
［13］ Varma R S，Namboodiri V V. Chem. Commun. ，2001，643—644
［14］ Namboodiri V V，Varma R S. Tetrahedron Letters，2002，43:
5381—5383
［15］ Xia M，Lu Y D. Molecular Catalysis A: Chemical，2007，265:
205—208
［16］ Namboodiri V V，Varma R S. Org. Lett. ，2002，4: 3161—
3163
［17］ 孙华( Sun H) ，李胜清( Li S Q) ，付健健( Fu J J) 等. 武汉工
程大学学报( Journal of WuHan Institute of Technology) ，2007，
29: 14—17
［18］ 于长顺(Yu C S) ，马春(Ma C) ，闵庆旺(Min Q W) 等. 大连
工业大学学报( Journal of Dalian Polytechnic University ) ，
2008，27: 62—65
［19］ Waterkamp D A， Heiland M， Schluter M， et al. Green
Chemistry，2007，9: 1084—1090
［20］ Waterkamp D A， Engelbert M， Thoming J. Chem. Eng.
Technol. ，2009，32: 1717—1723
［21］ Renken A，Hessel V，Lob P， et al. Chem. Eng. Process，
2007，46: 840—845
［22］ Blanchard L A，Hancu D，Beckman E J，et al. Nature，1999，
399: 28—29
［23］ Anthony J L，Anderson J L，Maginn E J，et al. J. Phys. Chem.
B，2005，109: 6366—6374
［24］ Bates E D，Mayton R D，Ntai I，et al. J. Am. Chem. Soc. ，
2002，124: 926—927
［25］ Blanchard L A，Gu Z，Brennecke J F. J. Phys. Chem. B，
2001，105: 2437—2444
［26］ Zhang X C，Liu Z P，Wang W C. AIChE J. ，2008，54: 2717—
2728
［27］ Zhang X C，Huo F，Liu Z P，et al. J. Phys. Chem. B，2009，
113: 7591—7598
［28］ Zhang S J，Chen Y H，Li F W，et al. Catal. Today，2006，
115: 61—69
［29］ Cadena C，Anthony J L，Shah J K，et al. J. Am. Chem. Soc. ，
2004，126: 5300—5308
［30］ Freemantle M. Chemical ＆ Engineering News，2002，80: 38—
39
［31］ Camper D，Bara J E，Gin D L，et al. Ind. Eng. Chem. Res. ，
2008，47: 8496—8498
［32］ Yu G R，Zhang S J，Yao X Q，et al. Ind. Eng. Chem. Res. ，
2006，45: 2875—2880
［33］ Yu G R，Zhang S J. Fluid Phase Equilibria，2007，255: 86—
92
［34］ Zhao Y S，Zhang X P，Zeng S J，et al. J. Chem. Eng. Data，
2010 (Revised)
［35］ Sakakura T，Kohno K. Chem. Commun. ，2009，1312—1330
［36］ Sun J，Zhang S J，Cheng W G，et al. Tetrahedron Letters，
2008，49: 3588—3591
［37］ Sun J，Wang L，Zhang S J，et al. Journal of Molecular Catalysis
A: Chemical，2006，256: 295—300
［38］ Miao C X，Wang J Q，He L N. Open Org. Chem. J. ，2008，2:
68—82
［39］ Sun J，Ren J Y，Zhang S J，et al. Tetrahedron Letters，2009，
50: 423—426
［40］ Galinski M，Lewandowski A，Stepniak I. Electrochimica Acta，
2006，51: 5567—5580
［41］ Wu B Q，Reddy R B，Rogers R D. Light Metals，2001，237—
243
［42］ Kamavaram V，Reddy R G. Light Metals，2002，253—258
［43］ Kamavaram V，Reddy R G. Molten Salts ⅩⅢ，2002，840—846
［44］ Kamavaram V，Mantha D，Reddy R G. J. Min. Met. ，2003，
39: 43—58
［45］ Zhang M M，Kamavaram V，Reddy R G. Jom-Journal of the
Minerals Metals ＆ Materials Society，2003，55: 54—57
［46］ Zhang M M，Kamavaram V，Reddy R G. Light Metals，2005，
583—588
［47］ Freyland W，Zell C A，Abedin S Z E，et al. Electrochimica
Acta，2003，48: 3053—3061
［48］ Endres F，El Abedin S Z. Physical Chemistry Chemical Physics，
2006，8: 2101—2116
［49］ Moustafa E M，El Abedin S Z，Shkurankov A，et al. J. Phys.
Chem. B，2007，111: 4693—4704
［50］ 张锁江( Zhang S J) ，左勇( Zuo Y) ，周清( Zhou Q) 等. CN
200910078228. 1，2009
［51］ Cheek G T，O′Grady W E，El Abedin S Z，et al. Journal of the
Electrochemical Society，2008，155: D91—D95
［52］ Andriyko Y，Nauer G E. Electrochimica Acta，2007，53: 957—
962
［53］ Bomparola R，Caporali S，Lavacchi A，et al. Surface ＆ Coatings
Technology，2007，201: 9485—9490
［54］ Gou S P，Sun I W. Electrochimica Acta，2008，53: 2538—
2544
［55］ Chen P Y，Lin Y F，Sun I W. Journal of the Electrochemical
Society，1999，146: 3290—3294
［56］ Endres F. Electrochemical and Solid State Letters，2002，5:
C38—C40
［57］ Huang Q，Bedell S W，Saenger K L，et al. Electrochemical and
Solid State Letters，2007，10: D124—D126
［58］ Yue G K，Lu X M，Zhu Y L，et al. 过程工程学报( The
Chinese Journal of Process Engineering) ，2008，8: 814—819
［59］ Yue G K，Zhang S J，Zhu Y L，et al. AIChE J. ，2009，55:
783—796
［60］ Yue G K，Lu X M，Zhu Y L，et al. Chemical Engineering
Journal，2009，147: 79—86
［61］ Wu W Z，Han B X，Gao H X，et al. Angewandte Chemie
International Edition，2004，43: 2415—2417
［62］ 于光认(Yu G R) . 中国科学院过程工程研究所博士论文
( Doctoral Dissertation of Institute of Process Engineering，Chinese
Academy of Sciences) ，2007
［63］ Wang Y，Wang C M，Zhang L Q，et al. Physical Chemistry
Chemical Physics，2008，10: 5976—5982
［64］ 翟林智( Zhai L Z) ，钟秦( Zhong Q) ，杜红彩(Du H C) 等. 化
工学报( CIESC Journal) ，2009，60: 450—454
［65］ Anderson J L，Dixon J K，Maginn E J，et al. J. Phys. Chem.B，2006，110: 15059—15062
［66］ Shiflett M B，Yokozeki A. Industrial ＆ Engineering Chemistry
Research，2010，49: 1370—1377
［67］ An D，Wu L B，Li B G，et al. Macromolecules，2007，40:
3388—3393
［68］ Huang J， Riisager A， Wasserscheid P， et al. Chemical
Communications，2006: 4027—4029
［69］ Jiang Y Y，Zhou Z，Jiao Z，et al. J. Phys. Chem. B，2007，
111: 5058—5061
［70］ Pena M T， Casais M C， Mejuto M C， et al. Journal of
Chromatography A，2009，1216: 6356—6364
［71］ Huddleston J G，Willauer H D，Swatloski R P，et al. Chem.
Commun. ，1998，1765—1766
［72］ 李闲( Li X) ，张锁江( Zhang S J) ，张建敏( Zhang J M) . 过程
工程学报( The Chinese Journal of Process Engineering) ，2005，
5: 148—151
［73］ 张锁江( Zhang S J) ，李闲( Li X) ，张建敏( Zhang J M) 等.
CN1712093，2005
［74］ 李长平( Li C P) ，辛宝平( Xin B P) ，徐文国( Xu W G) 等.
北京理工大学学报( Transactions of Beijing Institute of
Technology) ，2006，26: 647—650
［75］ Visser A， Swatloski R， Reichert W， et al. Chemical
Communications，2001，135—136
［76］ Visser A E，Swatloski R P，Reichert W M，et al. Environ. Sci.
Technol. ，2002，36: 2523—2529
［77］ Holbrey J，Visser A，Spear S，et al. Green Chemistry，2003，5:
129—135
［78］ Huang H L，Wang H P，Wei G T， et al. Environ. Sci.
Technol，2006，40: 4761—4764
［79］ Luo H M，Dai S，Bonnesen P V，et al. Journal of Alloys and
Compounds，2006，418: 195—199
［80］ Adams C J，Earle M J，Seddon K R. Green Chemistry，2000，
2: 21—23
［81］ 顾彦龙(Gu Y L) ，杨宏洲(Yang H Z) ，邓友全(Deng Y Q) .
化学学报(Acta Chimica Sinica) ，2002，60: 753—757
［82］ Kamimura A，Yamamoto S. Organic Letters，2007，9: 2533—
2535
［83］ Wang H，Li Z X，Liu Y Q，et al. Green Chemistry，2009，11:
1568—1575
［84］ Wang B， Tang Y F，Wen Z W， et al. European Polymer
Journal，2009，45: 2962—2965
[1] 王丹丹, 蔺兆鑫, 谷慧杰, 李云辉, 李洪吉, 邵晶. 钼酸铋在光催化技术中的改性与应用[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 606-619.
[2] 钱雪丹, 余伟江, 付濬哲, 王幽香, 计剑. 透明质酸基微纳米凝胶的制备及生物医学应用[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 519-525.
[3] 廖子萱, 王宇辉, 郑建萍. 碳点基水相室温磷光复合材料研究进展[J]. 化学进展, 2023, 35(2): 263-373.
[4] 李璇, 黄炯鹏, 张一帆, 石磊. 二维材料的一维纳米带[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 88-104.
[5] 张旭, 张蕾, 黄善恩, 柴之芳, 石伟群. 盐包合材料在高温熔盐体系中的合成及其潜在应用[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 1947-1956.
[6] 刘亚伟, 张晓春, 董坤, 张锁江. 离子液体的凝聚态化学研究[J]. 化学进展, 2022, 34(7): 1509-1523.
[7] 朱月香, 赵伟悦, 李朝忠, 廖世军. Pt基金属间化合物及其在质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1337-1347.
[8] 彭帅伟, 汤卓夫, 雷冰, 冯志远, 郭宏磊, 孟国哲. 仿生定向液体输送的功能材料表面设计与应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1321-1336.
[9] 李芳远, 李俊豪, 吴钰洁, 石凯祥, 刘全兵, 彭翃杰. “蛋黄蛋壳”结构纳米电极材料设计及在锂/钠离子/锂硫电池中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1369-1383.
[10] 岳长乐, 鲍文静, 梁吉雷, 柳云骐, 孙道峰, 卢玉坤. 多酸基硫化态催化剂的加氢脱硫和电解水析氢应用[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1061-1075.
[11] 马佳慧, 袁伟, 刘思敏, 赵智勇. 小分子共价DNA的组装及生物医学应用[J]. 化学进展, 2022, 34(4): 837-845.
[12] 孙浩, 王超鹏, 尹君, 朱剑. 用于电催化析氧反应电极的制备策略[J]. 化学进展, 2022, 34(3): 519-532.
[13] 王才威, 杨东杰, 邱学青, 张文礼. 木质素多孔碳材料在电化学储能中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(2): 285-300.
[14] 蔡雪儿, 简美玲, 周少红, 王泽峰, 王柯敏, 刘剑波. 人造细胞的化学构建及其生物医学应用研究[J]. 化学进展, 2022, 34(11): 2462-2475.
[15] 赵自通, 张真真, 梁志宏. 催化水解反应的肽基模拟酶的活性来源、催化机理及应用[J]. 化学进展, 2022, 34(11): 2386-2404.
阅读次数
全文


摘要

离子液体的制备及应用*