離子液體是由有機(jī)陽離子和無機(jī)或有機(jī)陰離子組成的鹽，通常在室溫或接近室溫下呈液態(tài)。它們具有低揮發(fā)性、高熱穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)的物理化學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于溶劑、催化、電化學(xué)等領(lǐng)域。離子液體種類主要有以下幾種：

1. 咪唑類離子液體

陽離子：1-烷基-3-甲基咪唑（如 1-丁基-3-甲基咪唑 [BMIM]?）

[BMIM]Cl?：氯鹽，用于溶解纖維素或生物質(zhì)。

[BMIM][BF?]?：四氟硼酸鹽，常用作極性溶劑或反應(yīng)介質(zhì)。

[BMIM][PF?]?：六氟磷酸鹽，因疏水性強(qiáng)，用于液-液萃取。

[BMIM][NTf?]?：雙三氟甲磺酰亞胺鹽，高穩(wěn)定性，用于電化學(xué)儲能。

2. 吡啶類離子液體

陽離子：烷基吡啶（如 1-丁基吡啶 [BPy]?）

[BPy][NO?]?：硝酸鹽，常用于氣體吸收或催化反應(yīng)。

[BPy][BF?]?：四氟硼酸鹽，用于電化學(xué)或合成反應(yīng)溶劑。

3. 季銨鹽類離子液體

陽離子：四烷基銨（如 四丁基銨 [N????]?）

[N????][NO?]?：硝酸鹽，用于CO?捕獲或相轉(zhuǎn)移催化。

[N????][HSO?]?：硫酸氫鹽，酸性條件下作催化劑。

4. 季鏻鹽類離子液體

陽離子：四烷基鏻（如 三己基十四烷基鏻 [P?????]?）

[P?????][Cl]?：氯鹽，用于潤滑劑或高溫反應(yīng)介質(zhì)。

[P?????][Decanoate]?：癸酸鹽，用于生物柴油制備。

5. 其他特殊類型

膽堿衍生物（如 [Choline][氨基酸]?）：生物相容性好，用于藥物遞送或綠色化學(xué)。

功能化離子液體：在陽離子上引入特定官能團(tuán)（如—SO?H、—NH?），用于酸性催化或氣體吸附。

應(yīng)用領(lǐng)域

溶劑：替代揮發(fā)性有機(jī)溶劑（如溶解纖維素、高分子材料）。

電化學(xué)：鋰電池/超級電容器電解質(zhì)。

催化：作為催化劑或反應(yīng)介質(zhì)（如Friedel-Crafts反應(yīng)）。

氣體吸收：捕獲CO?、SO?等氣體。

生物技術(shù)：酶催化反應(yīng)的兼容性溶劑。

這些離子液體因其可設(shè)計的性質(zhì)（通過改變陽離子/陰離子組合）成為“可編程溶劑”，在綠色化學(xué)和工業(yè)過程中備受關(guān)注。