綠色溶劑

前言

　　科學(xué)日新月異，化學(xué)工業(yè)飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得以大幅度提高。但隨之而來的環(huán)境污染問題使人們不得不重新審視長(zhǎng)期大量使用的有毒的、危險(xiǎn)的、易燃的、污染環(huán)境的揮發(fā)性有機(jī)溶劑。這類揮發(fā)性有機(jī)溶劑很難徹底從產(chǎn)品中消除，很難再回收利用，對(duì)其進(jìn)行后期處理代價(jià)很大，將對(duì)環(huán)境和人類造成不可估量的負(fù)面影響。離子液體的出現(xiàn)讓人們看到了一類對(duì)環(huán)境友好的新型溶劑。離子液體是一種非常有前途的綠色化學(xué)溶劑，日益受到人們的重視。離子液體一般具有一些獨(dú)特的性能，如較低的熔點(diǎn)、可調(diào)節(jié)的Lewis酸度、良好的電導(dǎo)性、寬的電化學(xué)窗口、可以忽略的蒸氣壓、較寬的使用溫度范圍及特殊的溶解性等，并且其物理化學(xué)性質(zhì)可通過對(duì)陽離子的修飾或改變陰離子進(jìn)行調(diào)節(jié)，是理想的無污染的綠色溶劑和催化劑。在離子液體中可進(jìn)行Friedel一crafts?；磻?yīng)、Friedel—crafts烷基化反應(yīng)、烷基的異構(gòu)化反應(yīng)，也可將其作為理想的電解質(zhì)來獲得鋁合金鍍層。離子液體作為反應(yīng)溶劑、模板劑、電解液以及同時(shí)作為溶劑和模板劑在材料合成中的應(yīng)用有較快的發(fā)展。因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，離子液體被認(rèn)為是傳統(tǒng)揮發(fā)性有機(jī)溶劑的理想替代品。特別是20世紀(jì)90年代中期以來，伴隨著綠色化學(xué)概念的提出，離子液體逐漸被人們認(rèn)知，成為綠色、環(huán)保、新型的重要溶劑之一。　　離子液體是完全由陰、陽離子組成且常溫下呈液態(tài)的離子化合物。離子液體作為一類新型的綠色溶劑在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展成為研究熱點(diǎn)。離子液體可通過選擇適當(dāng)?shù)年庪x子或微調(diào)陽離子的烷基鏈，改善其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。鑒于這種可調(diào)控性，離子液體又被稱為“綠色設(shè)計(jì)者溶劑”。許多學(xué)者認(rèn)為離子液體與超臨界萃取相融合，可以相互補(bǔ)充，將成為21世紀(jì)清潔綠色工業(yè)的最理想的反應(yīng)介質(zhì)。離子液體在環(huán)境、化工、生物等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，近年來對(duì)離子液體的研究多集中于化學(xué)反應(yīng)和分離過程，而其物理化學(xué)性質(zhì)是其應(yīng)用于反應(yīng)和電化學(xué)等工業(yè)過程的前提，是相關(guān)工業(yè)設(shè)計(jì)和開發(fā)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)，離子液體物理化學(xué)性質(zhì)的研究也能為離子液體結(jié)構(gòu)的研究及新型功能化的離子液體的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。但是，離子液體物理化學(xué)性質(zhì)的研究大多分散見于一些原始研究論文中，不利于研究工作者查找。為了推動(dòng)離子液體基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的發(fā)展，本書對(duì)近年來各類離子液體物理化學(xué)性質(zhì)的研究進(jìn)行評(píng)述，以期為研究工作者尋找和設(shè)計(jì)離子液體提供有力依據(jù)。

內(nèi)容概要

本書敘述了近年來研究和應(yīng)用離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)，列出了較多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是離子液體基礎(chǔ)研究成果，是重要知識(shí)儲(chǔ)備，一定意義上可以使本書起到手冊(cè)的作用，為進(jìn)一步的基礎(chǔ)理論研究和推進(jìn)離子液體走向工業(yè)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本書系統(tǒng)地介紹了相平衡原理、量子化學(xué)從頭算和電化學(xué)基礎(chǔ)理論；同時(shí)，敘述了作者近年來利用相平衡原理、量子化學(xué)從頭算和電化學(xué)基礎(chǔ)理論研究離子液體的具體應(yīng)用。本書各章內(nèi)容基本獨(dú)立，讀者可根據(jù)需要查閱。      本書可供從事離子液體及相關(guān)領(lǐng)域研究的科研工作者、高校師生參考。

書籍目錄

前言第1章　離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)　1.1　離子液體的熔點(diǎn)　　1.1.1　咪唑類離子液體的熔點(diǎn)　　1.1.2　其他類離子液體的熔點(diǎn)　1.2　離子液體的密度　1.3　離子液體的黏度　1.4　離子液體的酸性和配位能力　1.5　離子液體的表面張力　1.6　離子液體的極性　1.7　離子液體的電化學(xué)性質(zhì)　　1.7.1　離子液體的電導(dǎo)性　　1.7.2　離子液體的電化學(xué)窗口  　　1.7.3　電沉積　　1.7.4　電化學(xué)應(yīng)用　1.8　離子液體的相平衡　　1.8.1　離子液體+有機(jī)物體系的氣-液平衡　　1.8.2　離子液體+有機(jī)物體系的液-液平衡　　1.8.3　離子液體+脂肪醇體系的固-液平衡　　1.8.4　離子液體／超臨界流體二元體系的高壓相行為　　1.8.5　含離子液體的三元體系的相平衡　　1.8.6　離子液體／超臨界流體／有機(jī)物三元體系的高壓相行為　　1.8.7　離子液體／超臨界C02的應(yīng)用進(jìn)展　參考文獻(xiàn)第2章　相平衡  2.1　熱分析原理　　2.1.1　概述　　2.1.2　差熱分析法　　2.1.3　差示掃描量熱法　2.2　單組分體系相圖  2.3　相律　　2.3.1　相、獨(dú)立組元、自由度　　2.3.2　相律  2.4　二組分體系的蒸氣壓-組成圖　　2.4.1　理想溶液的蒸氣壓-組成圖　　2.4.2　實(shí)際溶液的蒸氣壓-組成圖  2.5　二組分體系的沸點(diǎn)-組成圖　　2.5.1　沸點(diǎn)-組成圖　　2.5.2　分餾原理　　2.5.3　恒沸混合物  2.6　生成簡(jiǎn)單共晶的二組分凝聚體系　　2.6.1　熱分析法繪制相圖　　2.6.2　Cd-Bi體系相圖　　2.6.3　杠桿規(guī)則  2.7　生成化合物的二組分凝聚體系　　2.7.1　生成穩(wěn)定化合物的二組分體系　　2.7.2　生成不穩(wěn)定化合物的二組分體系　參考文獻(xiàn)第3章　離子液體相圖的研究　3.1　引言　3.2　InCl3／EMIC二元體系相圖的研究　　3.2.1　實(shí)驗(yàn)部分　　3.2.2　結(jié)果與討論　　3.2.3　小結(jié)　3.3　InCl3／BPC二元體系相圖的研究　　3.3.1　實(shí)驗(yàn)部分　　3.3.2　結(jié)果與討論　　3.3.3　小結(jié)　3.4　InCl3／MBIC二元體系相圖的研究　　3.4.1　實(shí)驗(yàn)部分　　3.4.2　結(jié)果與討論　　3.4.3　小結(jié)　3.5　FeCl3／BPC二元體系相圖的研究　　3.5.1　實(shí)驗(yàn)部分　　3.5.2　結(jié)果與討論　　3.5.3　小結(jié)　參考文獻(xiàn)第4章　量子化學(xué)從頭算理論第5章　量子化學(xué)從頭算和離子液體結(jié)構(gòu)第6章　電化學(xué)理論基礎(chǔ)　第7章　離子液體的電化學(xué)研究

章節(jié)摘錄

　　第1章　離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)　　離子液體（ionic liquids，ILs）又稱室溫熔鹽，是一種在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的離子化合物。在這種液體中只存在陰、陽離子，沒有中性分子。通常所知的離子化合物在室溫下一般都是固體，強(qiáng)大的離子鍵使陰、陽離子在晶格上只能做振動(dòng)，不能轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)，陰、陽離子之間的作用（即離子鍵）較強(qiáng)，一般具有較高的熔、沸點(diǎn)和硬度，如NaCl，陰、陽離子半徑相似，在晶體中做最有效的緊密堆積，每個(gè)離子只能在晶格點(diǎn)陣中做振動(dòng)或有限的擺動(dòng)，熔點(diǎn)為804℃，由此看來離子液體通常應(yīng)該在高溫下存在。然而，通過選擇合適材料可控制在室溫下形成離子液體。如果把陰、陽離子做得很大且又極不對(duì)稱，由于空間阻礙，強(qiáng)大的靜電力也無法使陰、陽離子在微觀上做密堆積，使得在室溫下陰、陽離子不僅可以振動(dòng)，甚至可以轉(zhuǎn)動(dòng)、平動(dòng)，使整個(gè)有序的晶體結(jié)構(gòu)遭到徹底破壞，離子之間作用力也將減小，晶格能降低，從而使這種離子化合物的熔點(diǎn)下降，室溫下可能成為液態(tài)，即在室溫下呈液態(tài)，通常將其稱作離子液體?！　‰x子液體是完全由陰、陽離子組成且常溫下呈液態(tài)的離子化合物。離子液體作為一類新型的綠色溶劑在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并迅速發(fā)展成為研究熱點(diǎn)。與易揮發(fā)的有機(jī)溶劑相比，離子液體沒有可測(cè)量的蒸氣壓、不可燃、熱容大、熱穩(wěn)定性好、離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬，因而被視為綠色化學(xué)和清潔工藝中最有發(fā)展前途的溶劑，并得到廣泛應(yīng)用。更可貴的是離子液體可通過選擇適當(dāng)?shù)年庪x子或微調(diào)陽離子的烷基鏈，改善離子液體的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。鑒于這種可調(diào)控性，離子液體又被稱為“綠色設(shè)計(jì)者溶劑”。許多學(xué)者認(rèn)為離子液體與超臨界萃取相融合，可以相互補(bǔ)充，將成為21世紀(jì)清潔綠色工業(yè)的最理想的反應(yīng)介質(zhì)。離子液體在環(huán)境、化工、生物等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，近年來對(duì)離子液體的研究多集中于化學(xué)反應(yīng)和分離過程，而其物理化學(xué)性質(zhì)是其應(yīng)用于反應(yīng)和電化學(xué)等工業(yè)過程的前提，是相關(guān)工業(yè)設(shè)計(jì)和開發(fā)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)，離子液體物理化學(xué)性質(zhì)的研究也為離子液體結(jié)構(gòu)的研究及新型功能化的離子液體的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。但是，離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)的研究大多分散見于一些原始研究論文中，而且數(shù)據(jù)也都不一致，這樣就不利于研究工作者查找。本章對(duì)近年來各類離子液體物理化學(xué)性質(zhì)的研究進(jìn)行評(píng)述，以期為研究工作者尋找和設(shè)計(jì)離子液體提供有力依據(jù)。

圖書封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    綠色溶劑 PDF格式下載

---