離子液體在廢水處理中的應(yīng)用研究

1、摘 要 離子液體是一種在室溫或接近室溫下呈液態(tài)、完全由離子組成的化合物，又稱室溫離子液體或室溫熔鹽，簡稱離子液體。其常作為綠色溶劑和催化劑應(yīng)用于有機合成中，其良好溶解性也可作為萃取劑應(yīng)用于廢水處理中。 本文系統(tǒng)介紹了離子液體的種類、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法以及在廢水處理方面的應(yīng)用。并通過微波兩步合成法合成離子液體OmimPF6，然后對離子液體OmimPF6進行表征，最后用離子液體OmimPF6萃取模擬焦化含酚廢水中的苯酚，通過實驗得到結(jié)論：在相比取V離子液體:V含酚溶液=1:1.5，萃取反應(yīng)時間控制在30min，反應(yīng)溫度設(shè)定為20以下，含酚溶液pH值小于7，微波反應(yīng)40s時獲得的萃取率最高，并且離

2、子液體OmimPF6作為萃取劑其再生性良好，可以實現(xiàn)循環(huán)利用。關(guān)鍵詞：離子液體，廢水處理，萃取ABSTRACT Ionic liquid is a liquid at room temperature or near room temperature show, entirely composed of ion compound, also known as room temperature ionic liquids or room tempera -ture molten salts, referred to as ionic liquids. The often used as a gr

3、een solvent and catalyst used in organic synthesis, its good solubility and can be used as extracting agent used in wastewater treatment. Type of ionic liquid are introduced in this paper, system, structure, properties, preparation methods and application in wastewater treatment. And through two ste

4、ps of microwave synthesis Omim PF6, synthesis of ionic liquids and the ionic liquid Omim PF6 were characterized, and the ionic liquid Omim PF6 extraction was used to simulate coking phenol in waste water containing phenol, come to a conclusion: through the experiment in ionic liquid than take V：V =

5、1：1.5, phenol solution extraction reaction time control in 30 min, reaction temperature setting as below 20, phenol solution pH value is less than 7, the microwave reaction 40 s to get the highest extraction rate, and ionic liquid Omim PF6 as extraction agent the reproducibility is good, can realize

6、 recycling.KEY WORDS: Ionic liquid,Wastewater treatment,extraction 目 錄第1章 緒論11.1 研究背景11.2 目的與意義11.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀21.4 論文的主要內(nèi)容、方法及技術(shù)路線31.4.1 論文的主要內(nèi)容、方法41.4.2 論文主要研究技術(shù)路線4第2章 離子液體的種類、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)52.1 離子液體的種類52.2 離子液體的結(jié)構(gòu)62.3 離子液體的性質(zhì)72.3.1 離子液體的熔點72.3.2 離子液體的溶解性82.3.3 離子液體的熱穩(wěn)定性82.3.4 離子液體的密度82.3.5 離子液體的酸堿性92.3.6 離子液體的粘

7、度9第3章 離子液體的制備103.1 普通有機離子液體的制備103.1.1 一步法103.1.2 兩步法103.1.3 輔助合成技術(shù)113.1.4 一鍋法制備離子液體123.2 功能化離子液體的制備123.2.1 陽離子烷基側(cè)鏈的功能化133.2.2 陰離子的功能化133.3 手性離子液體的制備133.3.1 由手性原料制備含有手性陽離子的離子液體133.3.2 由手性原料制備含有手性陰離子的離子液體143.3.3 利用非手性原料制備手性離子液體14第4章 離子液體的應(yīng)用154.1 離子液體應(yīng)用于分離過程154.1.1 離子液體應(yīng)用于萃取廢水中的重金屬離子154.1.2 離子液體應(yīng)用于萃取廢水

8、中的有機物174.1.3 離子液體應(yīng)用于廢水的脫色處理194.2 離子液體其他方面的應(yīng)用204.2.1 化學反應(yīng)204.2.2 電化學224.3 離子液體的循環(huán)利用23第5章 離子液體OmimPF6萃取模擬焦化廢水實驗245.1 實驗材料及儀器245.2 離子液體的制備245.3 離子液體OmimPF6的光譜分析255.3.1 紫外光譜分析255.3.2 紅外光譜分析255.3.3 核磁共振分析265.4 結(jié)果分析265.4.1 苯酚的萃取過程265.4.2 不同反應(yīng)因素對萃取結(jié)果的影響275.5小結(jié)31第6章 總結(jié)與展望31致謝32參考文獻33第1章 緒論我國經(jīng)濟建設(shè)，社會發(fā)展都離不開水資源

9、，但是經(jīng)濟和社會的發(fā)展速度越來越快，引起了水資源的污染，產(chǎn)生了大量的廢水，所以研究對廢水的處理和將廢水資源化是很有意義的?，F(xiàn)存的廢水處理方法比較傳統(tǒng)，具有一定缺陷，對此我們需要尋求新的處理方法，新型的綠色溶劑離子液體法是處理廢水的新方法。1.1 研究背景 水資源對于人和動物都是至關(guān)重要的，可以說，水決定了地球上生命的存在。另外，水是我們?nèi)粘Ｉ钏匦璧?。水資源在工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中也起著至關(guān)重要的作用，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要原料。但我國的水資源卻嚴重缺乏。目前，水資源缺乏嚴重影響著我國的社會和經(jīng)濟的發(fā)展。而據(jù)專家預(yù)測，我國的需水量已經(jīng)快接近我國的現(xiàn)有水量。由于經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，人口的不斷增加，我國對

10、水資源的需求也越來越高，水資源的地位也越來越高。但是隨著我國經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，人口的不斷增加，工業(yè)廢水和生活污水的排放急劇增加，這不僅污染了現(xiàn)有的水資源，甚至直接或間接的危害人類的健康以及水生生物的生存。當水體中的有機物超過一定量時，水體會應(yīng)為溶解氧的下降而產(chǎn)生厭氧腐敗現(xiàn)象，導(dǎo)致生物生存環(huán)境的惡化；而有些有機廢水含有有毒物質(zhì)，如含氰、酚等急性有毒物質(zhì)、重金屬等慢性有毒物質(zhì)及致癌物質(zhì)會致使生物中毒甚至導(dǎo)致死亡；含油廢水，處理不完全既會污染水體又會有損美觀；有的廢水所含的污染物種類繁多、成分復(fù)雜，它們之間會相互反應(yīng)并生成有害物質(zhì)。這些廢水如果不經(jīng)過有效處理排入水體會污染僅有的水資源，更加劇我國

11、水資源的短缺，嚴重制約著我國的經(jīng)濟和社會的發(fā)展。1.2 目的與意義為解決上述問題，廢水的有效處理及資源化顯得非常重要。傳統(tǒng)的廢水處理中采用生物廢水處理技術(shù)，通常具有處理費用低、效果好等特點，但是對染料廢水、焦化廢水、醫(yī)藥廢水中的有機物難以降解，處理效果較低。采用有機溶劑萃取的方法，可望實現(xiàn)水的有效處理，但是有機溶劑易揮發(fā)、毒性大，往往會造成二次污染5。為了解決現(xiàn)有工藝中難題，尋找新的功能材料和綠色方法成為研究的焦點。離子液體作為近年來出現(xiàn)的新型綠色代替溶劑，為解決這些問題提供了新的方法。離子液體是一種在室溫或接近室溫下呈液態(tài)、完全由離子組成的化合物，又稱室溫離子液體或室溫熔鹽，簡稱離子液體5。

12、離子液體與一般的離子化合物存在著不同之處，其中最大的區(qū)別在于：一般離子液體只有在溫度達到一定的高度時才能變成液態(tài)，而離子液體在室溫或接近室溫下均為液態(tài)5。離子液體是一種非質(zhì)子溶劑，完全由陰離子和陽離子組成，不含有中性分子。離子液體具有傳統(tǒng)有機溶劑的優(yōu)點，同時也有自己獨有的優(yōu)勢：如熔點低、溶解能力強、蒸汽壓不明顯、分子可設(shè)計、化學穩(wěn)定性好、可循環(huán)利用等5，因此離子液體可以克服現(xiàn)階段萃取操作過程中使用的有機溶劑毒性大、揮發(fā)性強、對環(huán)境危害嚴重等缺點，同時還具有合適的液態(tài)范圍、選擇性的溶解能力和結(jié)構(gòu)上的高度可控性，使離子液體在多種萃取分離中得到了廣泛的應(yīng)用6。因此離子液體應(yīng)用于廢水處理的研究，對于各

13、類廢水有效、環(huán)保的處理具有重要意義，并且已成為國內(nèi)外研究的一大熱點。 此課題意在研究離子液體的特性、制備工藝和發(fā)展現(xiàn)狀以及運用離子液體以萃取分離的方式來進行廢水處理的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景。最后通過實驗來研究離子液體OmimPF6對模擬焦化含酚廢水進行萃取的規(guī)律。1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀我國對離子液體的研究相對于其他國家起步較晚，但是近些年來我國對離子液體的研究越來越重視，國內(nèi)許多科研院所都加入了離子液體的研究項目，并且每個科研院所的研究側(cè)重點都不相同其中，將離子液體用于廢水處理方面的有：用離子液體萃取廢水中的重金屬離子，如用離子液體脫除模擬油品中的含硫有機化合物及回收電鍍廢水中的重金屬離子等方面有胡松

14、青，張軍等6，側(cè)重于研究離子液體的分離方面，側(cè)重該方面的研究的科研院所有中國國科學院蘭州化學物理研究所、北京化工大學等；在利用不同性質(zhì)的離子液體萃取劑（IL），將含硫有機化合物中的硫利用模擬油品（二苯并噻吩和萘的正己烷溶液）脫離出來，研究考察了離子液體的離子類型，用量對脫硫效果的影響，側(cè)重該研究方向的有鄧岳鋒，陳繼等6，國內(nèi)科研院所有華東師范大學，中國科學院過程工程研究所；電鍍廢水中的Cr應(yīng)用也是離子液體的一個研究方向，這是研究用離子液體對有機物萃取，比如萃取油田污水中的有機物，該研究方向的主要代表人物有李風華，張翼等6，研究科院院所有中國科技大學。研究 Bmim PF6， Hmim PF6，

15、 Omim PF6三種離子液體對油田污水的萃取；用離子液體對廢水脫色處理，如用離子液體分離皮革、紡織等工業(yè)廢水中的燃料方面有裴淵超等6，通過 Bmim PF6對染料的萃取的研究。目前國內(nèi)關(guān)于離子液體的研究，已經(jīng)取得了一定的成果，但對離子液體的認識還不夠全面，對離子液體用于廢水處理的應(yīng)用也停留在理論層面，實際應(yīng)用層面還存在一定的難題。 在國外，關(guān)于離子液體的研究比較早，并取得了一定成果，早在1914年P(guān).Walden等制備出第一個離子液體硝酸乙基胺（EAN），熔點125。許多國家以及許多的大型公司都非常重視離子液體的研究。其中，將離子液體用于廢水處理方面的有：用離子液體萃取廢水中的酚類物質(zhì)，如D

16、zyuba 等6合成離子液體來萃取含酚廢水；用離子液體萃取廢水中的醇和酸類物質(zhì)，如J.McFarlane等6研究出一些疏水離子液體對有機污染物存在明顯的吸收能力；用離子液體降解有機氯農(nóng)藥，如S.Z.Sergei等6研究了用離子液體脫除地特靈中的氯；用離子液體萃取廢水中的金屬離子，如Visser等6用離子液體作溶劑來萃取廢水中的鈉離子；用離子液體處理染料廢水，如RVijayaraghavan等6研究了疏水性離子液體氟甲基硫酰胺膦對染料的脫色效果等。 國內(nèi)外關(guān)于離子液體的研究目前主要集中在離子液體的制備、離子液體性質(zhì)的表征以及離子液體應(yīng)用于催化合成反應(yīng)、萃取分離和電化學等方面。離子液體在廢水處理方

17、面的應(yīng)用研究已經(jīng)取得了一定的理論成果，為離子液體應(yīng)用于廢水處理有很重要的指導(dǎo)意義。但很多研究仍處于研究階段，實際應(yīng)用時還有需要解決一些問題。相信隨著以后人們對離子液體認識的不斷增加，以及對功能化離子液體的不斷合成。上述的問題最終被解決。而把離子液體應(yīng)用于廢水處理方面的研究將具有廣闊的前景。1.4 論文的主要內(nèi)容、方法及技術(shù)路線1.4.1 論文的主要內(nèi)容、方法本論文針對傳統(tǒng)廢水處理存在的不環(huán)保、處理效率低等現(xiàn)狀，對綠色溶劑-離子液體在處理廢水方面的應(yīng)用進行研究。結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于離子液體的研究，綜合、全面的介紹離子液體的性質(zhì)，比較各種制備工藝的優(yōu)缺點，從而針對不同廢水的特點，確定最佳處理方案，達到環(huán)

18、保、有效處理各種廢水的目的。本論文通過對離子液體的相關(guān)文獻的大量搜集、整理、分析、對比等方法，主要針對離子液體在廢水處理方面的應(yīng)用進行研究，并通過實驗研究離子液體OmimPF6對模擬焦化含酚廢水進行萃取的規(guī)律并提出最佳的處理方案，為今后離子液體應(yīng)用于廢水的環(huán)保、有效的處理提供理論支持。1.4.2 論文主要研究技術(shù)路線 離子液體應(yīng)用與廢水處理現(xiàn)狀的研究 分析當前 分析傳統(tǒng) 分析離子液體 分析離子液體 水污染現(xiàn)狀 廢水處理的缺點 的性質(zhì)與制備工藝 用于廢水處理現(xiàn)狀 離子液體用于 對比分析各種工藝 廢水處理的優(yōu)勢 的優(yōu)缺點以及存在問題 通過實驗研究離子液體OmimPF6 萃取模擬焦化含酚廢水中的苯酚

19、，得到結(jié)論 圖1-1技術(shù)路線圖第2章 離子液體的種類、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)2.1 離子液體的種類離子液體完全由陰離子和陽離子組成，因此對它進行分類時可以按照離子液體所含陰、陽離子的不同來進行7。根據(jù)離子液體所含陽離子的不同而進行的分類，分類結(jié)果見表2-1。根據(jù)離子液體所含陰離子的不同而進行的分類，分類結(jié)果見表2-2。 表2-1根據(jù)陽離子分類離子名稱表達式例子烷基季銨離子NRxH4-x+烷基季磷離子PRxH4-x+1-丁基-3-甲基咪唑烷基取代咪唑離子RRim+或RRRim+ 溴化1-乙基吡啶烷基取代吡啶離子RPy+氯化1-丁基吡啶 表2-2根據(jù)陰離子分類離子名稱表達式例子鹵化鹽離子MXnAlCl3、Br

20、Cl3非鹵化鹽離子BF4、PF6、CF3SO3 、SbF6根據(jù)離子液體的陽離子的不同可以分為四大類5：烷基季銨離子、烷基季磷離子、1，3-二烷基取代的咪唑離子、N-烷基取代的吡啶離子。根據(jù)離子液體的陰離子的不同可以分為兩大類5：一類是研究比較早的離子液體，是由鹵化鹽與氯化鋁（其中氯也可用溴代替）合成的。目前對于以這類離子液體作為反應(yīng)溶劑的研究也相對較多。這類離子液體具有許多優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用。而它也具有一定的缺陷：遇水非常敏感，因此研究這類離子液體時對環(huán)境的要求比較高，要處于真空環(huán)境避免其與水發(fā)生反應(yīng)。此外氯化鋁遇水會放出氯化氫，會刺激皮膚。另一類離子液體-非鹵化鹽離子液體，1992年發(fā)現(xiàn)了

21、EmimBF4的熔點為12，此后這類離子液體逐漸發(fā)展起來5。不同于上述離子液體，這類離子液體有固定的組成，而且性質(zhì)相對穩(wěn)定它們中大部分不易與水和空氣發(fā)生反應(yīng)，由于上述優(yōu)勢，這類離子液體近年來得到了廣泛的關(guān)注，而且關(guān)于它的研究也取得了很大進展。上述內(nèi)容主要介紹了不同種類的離子液體，并對不同離子液體的特點、研究現(xiàn)狀等做出了簡單的介紹。對離子液體具體分類的深入研究，有利于加深對離子液體不同特性的了解，并且根據(jù)離子液體的不同性質(zhì)來將其應(yīng)用與不同的領(lǐng)域。這對離子液體的發(fā)展以及應(yīng)用具有非常重要的作用。2.2 離子液體的結(jié)構(gòu) 離子液體中陽離子的的結(jié)構(gòu)有如下幾種：（1）五元環(huán)陽離子有平面和非平面結(jié)構(gòu)，平面五元

22、環(huán)為芳香性共軛結(jié)構(gòu)，陽離子正電荷具有分散性和屏蔽作用。陽離子烷基的數(shù)量和長度決定了該離子液體的親油性和親水性，烷基數(shù)量越少，烷基碳鏈越短，親油性則越弱。反之，親水性越弱。部分咪唑類陽離子就屬于常見的平面五元環(huán)陽離子。非平面五元環(huán)為非芳香烴，環(huán)上的五個原子不在同一平面內(nèi)，由于沒有共軛性，正電荷分散性差，主要靠環(huán)上取代基碳鏈來疏遠陰、陽離子之間距離，來降低陰、陽離子之間靜電引力。部分吡咯烷類陽離子屬于常見的非平面五元環(huán)陽離子。（2）六元環(huán)陽離子也有平面和非平面結(jié)構(gòu)，平面六元環(huán)為芳香性共軛結(jié)構(gòu)，陽離子正電荷也具有分散性和屏蔽作用，所以該類離子液體陽離子和陰離子的靜電引力也較小。陽離子烷基的數(shù)量和長度

23、決定了該離子液體的親油性和親水性，變化規(guī)律與平面五元環(huán)的相同。常見的平面六元環(huán)陽離子有吡啶類。非平面六元環(huán)為非芳香環(huán)，環(huán)上的六個原子不在同一平面內(nèi)，由于沒有共軛性，正電荷分散性差，主要靠環(huán)上取代基碳鏈來疏遠陰、陽離子，來降低陰、陽離子之間的靜電引力。常見的非平面六元環(huán)有哌啶類和嗎啉類陽離子。（3）四面體陽離子大多正電荷中心在四面體的中心，常見的有季銨類和季磷類陽離子，只有氨基酸陽離子稍微復(fù)雜一些。四面體陽離子靠取代基來增大陽離子體積，從而降低與陰離子的靜電引力。其他陽離子有胍類平面三角形共軛陽離子和三角錐锍鹽陽離子。胍類陽離子屬于Y芳香性陽離子，由于共軛作用，正電荷可以分散到三個氮原子上，再加

24、上氮原子孤對電子的屏蔽作用，正電荷相對較小，和陰離子的靜電引力也相對較小。锍鹽陽離子無共軛作用，正電荷集中在硫原子上，和陰離子的靜電引力也相對較大。其中陰離子的結(jié)構(gòu)有兩類5：一類是多核陰離子，如Al2Cl7-、Al3Cl10-、Au2Cl7-、Fe2Cl7-、Cu2Cl3-、Cu3Cl4-等，這類陰離子可以用相應(yīng)的酸來合成；另一類是單核陰離子，如BF4-、PF6-、NO3-、NO2-、SO42-、CH3COO-、SbF6-、ZnCl3-、SnCl3-、N(CF3SO2)2-、N(C2F5SO2)2-、N(FSO2)2-、C(CF3SO2)3-、CF3CO2-、CF3SO3-、CH3SO3-等，

25、離子液體中具有這種陰離子時性質(zhì)相對比較穩(wěn)定。對于離子液體結(jié)構(gòu)的研究非常重要。因為離子液體的結(jié)構(gòu)會對離子液體的性質(zhì)產(chǎn)生很大的影響，甚至決定了離子液體的性質(zhì)。而其中陽離子的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)對離子液體自身性質(zhì)的影響相對更大。陽離子的手性以及陽離子所含有的官能團，可以影響離子液體使其具有手性的催化作用以及功能化。陰離子的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)也顯著影響著離子液體的性質(zhì)，當離子液體的陰離子具有親水性時，離子液體自身也具有親水性。上述內(nèi)容介紹了離子液體的結(jié)構(gòu)，以及不同結(jié)構(gòu)離子液體的特點。這為更詳細的了解離子液體的內(nèi)部構(gòu)造以及它們之間的相互作用有著非常重要的作用。對這些內(nèi)容的了解使得對于影響離子液體性質(zhì)的因素也有了詳細的了解

26、。這樣就可以根據(jù)離子液體的不同性質(zhì)，而將其更好的應(yīng)用與不同的領(lǐng)域。2.3 離子液體的性質(zhì)離子液體不僅具有傳統(tǒng)有機溶劑的性質(zhì)，而且具有自己獨特的性質(zhì)，這使得離子液體更加廣泛的應(yīng)用于多個領(lǐng)域。由于陰、陽離子的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)在很大程度上決定著離子液體自身的性質(zhì)。因此可以通過選擇合適的陰、陽離子來調(diào)整離子液體的理化性質(zhì)，而且調(diào)整的范圍相當寬。下面將詳細介紹離子液體的性質(zhì)并闡明影響其性質(zhì)的因素。2.3.1 離子液體的熔點熔點對于離子液體的判定非常重要。要求離子液體的熔點低，在室溫或室溫附近的范圍內(nèi)為液體。而陽離子的結(jié)構(gòu)會對離子液體的熔點產(chǎn)生非常大的影響。當陽離子的電荷分布比較均勻時，離子液體的熔點就越低；而

27、隨著陰離子的體積增大時，離子液體的熔點也會降低5。2.3.2 離子液體的溶解性目前，離子液體已經(jīng)應(yīng)用于化學反應(yīng)，作為反應(yīng)的溶劑它可以溶解多種物質(zhì)，如聚合物、無機物以及有機物。要更合理、更全面的利用離子液體，必須更深入地探索它的溶解性。而離子液體所含陰、陽離子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對它的溶解性有著非常顯著的影響，其中陽離子對離子液體的影響很大5。經(jīng)研究得到，在對陽離子的烷基進行調(diào)整時可以改變其離子液體的溶解性。同時，陰離子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)也可以影響離子液體的溶解性，因此也可以通過調(diào)整陰離子的結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)離子液體的溶解性。離子液體與水的相溶性具有明顯的差別，因此將這一特性利用于液-液萃取分離會具有可觀的前景。2.

28、3.3 離子液體的熱穩(wěn)定性雜原子與碳原子之間的作用力、雜原子與氫鍵之間的作用力會對離子液體的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響5，這與構(gòu)成這種離子液體的陰、陽離子的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)間的關(guān)系非常密切。其中陰離子部分的穩(wěn)定性順序為：PF6>Beti>ImBF4>MeAsF6I、Br、Cl。2.3.4 離子液體的密度離子液體的密度也是應(yīng)用離子液體時必須重視的一大性質(zhì)，而這一特性與離子液體所含有的陰、陽離子的關(guān)系非常密切。其中當陽離子烷基鏈變長的時候，離子液體的密度會隨之變小。而陽離子對其離子液體密度的影響不是很大，因此調(diào)整陽離子的結(jié)構(gòu)只能達到對離子液體密度微調(diào)的作用。要使離子液體的密度產(chǎn)生顯著的變化，需要

29、通過調(diào)節(jié)陰離子的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。通常，離子液體所含陰離子越小時，所對應(yīng)的密度就會越小。由上述可知，可以通過改變陰、陽離子的結(jié)構(gòu)來設(shè)計出不同密度的離子液體，從而滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。離子液體所具有的以上性質(zhì)以及它特有的性質(zhì)，使其廣泛的應(yīng)用與不同的領(lǐng)域，如其溶解能力強，可以溶解多種物質(zhì)并且容易從這些物質(zhì)中分離出來的特性，使其廣泛應(yīng)用與萃取分離技術(shù)中；而離子液體所具有的特性使其在其他領(lǐng)域也得到利用，如精細化學合、電化學領(lǐng)域、化學反應(yīng)領(lǐng)域等。目前，離子液體被稱為綠色溶劑，它可以避免對環(huán)境造成污染，符合綠色化學的要求。但是，現(xiàn)在對離子液體的研究仍然處于初級的試驗階段，相信隨著對離子液體認識的不斷提高，不久就會

30、實現(xiàn)離子液體的實際應(yīng)用。由于離子液體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)都可以設(shè)計因此可以設(shè)計出性質(zhì)符合要求的離子液體。因此深入地探索離子液體的性質(zhì)具有非常重要的意義。上述內(nèi)容詳細介紹了離子液體的性質(zhì)，以及各種因素對于離子液體性質(zhì)的影響。離子液體的性質(zhì)體現(xiàn)了它的獨特性，以及它應(yīng)用于不同領(lǐng)域時的優(yōu)勢。對于這些內(nèi)容的了解，使得對于離子液體的了解更加深入。而且可以根據(jù)離子液體的影響因素來設(shè)計出滿足需要的離子液體，因而可以將其更好的應(yīng)用各個領(lǐng)域。第3章 離子液體的制備3.1 普通有機離子液體的制備3.1.1 一步法一步法是指為脂類物質(zhì)、鹵代烷與咪唑發(fā)生親核反應(yīng)或者某酸與其中和反應(yīng)后可獲得所需離子液體的過程，例如5： 圖3-1

31、一步法 酯類物質(zhì)、鹵代烷與咪唑發(fā)生親核反應(yīng)后可得到離子液體，其性質(zhì)類似于季銨鹽鹵化型，且該離子液體可以繼續(xù)進行合成反應(yīng)得到可能不含氯離子的非鹵化型其他離子液體。一步法制備離子液體的操作方法簡單、方便，而且制備成本較低，而且沒有其它副產(chǎn)物的生成。3.1.2 兩步法利用一步法中的鹵代烷烴與咪唑發(fā)生親和反應(yīng)得到季銨鹽后，讓該鹽類再與Lewis酸發(fā)生反應(yīng)即可得到目標離子液體，也可以在得到季銨鹽后讓其與含有所需陰離子的堿性金屬鹽或者相應(yīng)的酸繼續(xù)發(fā)生中和反應(yīng)制備需要的離子液體，例如5： 圖3-2兩步法因為高取代的咪唑較難得到，可以選擇先得到對稱烷基咪唑鹵代鹽，再讓該鹽與KPF6發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到所需要的離

32、子液體，而要得到對稱烷基咪唑鹵代鹽是需要在堿性條件下讓咪唑與鹵代烷發(fā)生合成反應(yīng)，采用兩步法制備離子液體可以合成正甲基到正癸基的對稱的烷基咪唑六氟磷酸鹽類離子液體5。 圖3-3 S.V.Dzyuba所報道的離子液體合成法 3.1.3 輔助合成技術(shù) 體相加熱技術(shù)是指變化速度較快的電磁使場極性分子不停的改變方向產(chǎn)生的摩擦熱量，當微波加熱使得溫度升高時，分子的運動速度加快，具有相互攪拌的作用，這也就是微波技術(shù)可以強化離子反應(yīng)的原因5。因此，體相加熱技術(shù)不僅可以提高離子的反應(yīng)速度還可以提高離子的產(chǎn)率，使其進行反應(yīng)時可以不需要溶劑。 圖3-4微波技術(shù)的應(yīng)用為了提高離子的反應(yīng)速率還可以使用超聲波，其可以對反

33、應(yīng)起到較大的空化作用和攪拌作用，尤其是在非均相的化學反應(yīng)中進行5。相比其他的方法來說，利用超聲波還可以提高產(chǎn)品的純度，且目前已存在關(guān)于超聲技術(shù)應(yīng)用于制備離子液體的研究和報導(dǎo) 圖3-5超聲波技術(shù)的應(yīng)用對于電化學法在離子液體制備中的應(yīng)用研究標明：該方法僅適于在離子液體中沒有氯離子存在的目標離子液體的制備，而且這種方法的操作和使用裝置都比較復(fù)雜，現(xiàn)今不適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。3.1.4 一鍋法制備離子液體離子液體在甲苯、氯仿、乙酸乙酯等有機溶劑中制備不符合綠色化學的要求，而徐丹倩等人采用一鍋法，把離子液體本身作為溶劑進行反應(yīng)能直接獲得目標離子液體。采用一鍋法進行離子液體的制備時條件溫和、操作簡單、環(huán)

34、保且收率較高，適用于大規(guī)模性生產(chǎn)離子液體或者制備實驗室所需要的離子液體。3.2 功能化離子液體的制備制備功能化離子液體的步驟：選擇帶有所需官能團的物質(zhì)作為其制備離子液體的基礎(chǔ)原料，然后在離子之間的相互反應(yīng)后得到具有不同功能化的離子液體。功能化離子液體是利用普通的陰離子或者陽離子合成鹵代醇、有機酸鹵化物及催化劑、鹵代羧酸及其衍生物等官能團。3.2.1 陽離子的功能化1998年，J.H.Davis合成了含有殺菌劑Miconazole為母體結(jié)構(gòu)的咪唑類功能化離子液體，其中一種具有親酯的液晶特性，可以促進苯的凝膠化。這被認為是由具有生物活性的分子制備有機離子液體的第一個例子5。大部分離子液體的功能化都

35、是通過陽離子烷基側(cè)鏈的功能化來實現(xiàn)的，因為通常使用的烷基化反應(yīng)的效果比較好，合成的過程相對比較成熟，而且能引入官能團的種類也非常多。3.2.2 陰離子的功能化通常使用比較小的1價有機或無機的陰離子作為陰離子的部分，陰離子的結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)變化的范圍較小，相對來說有機陰離子的結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生變化，但因為合成功能化的陰離子過程比較復(fù)雜，因此只有為數(shù)不多的官能團可以引入陰離子。通常通過陰離子的置換反應(yīng)可以獲得陰離子功能化的離子液體，主要由以陰離子作為鹵素的離子液體前體與相應(yīng)的銨、鉀、鈉等一價鹽相互反應(yīng)，由于鹵化物在有機溶劑乙腈或丙酮等中的低溶解度，因此可以推動反應(yīng)進行，而且官能團引入時因盡量距離負點中心較遠

36、5。3.3 手性離子液體的制備手性離子液體相對容易合成，操作簡便，性能比較優(yōu)越，手性溶劑的范圍有系望不斷擴大，并且對不對稱合成方面產(chǎn)生一定影響。3.3.1 制備含有手性陽離子的離子液體1997年，J.Howarth等首次報道了以（S）-（+）-1-溴-2-甲基丁烷與N-三甲基硅基咪唑為原料，合成了含手性陽離子的咪唑性離子液體并作為手性Lewis酸催化不對稱Diels-Alder反應(yīng)5。當雙手性中心對稱時會影響手性誘導(dǎo)，所以效果并不理想。但這是首次合成離子液體。為了合成性能優(yōu)異的手性離子液體，有學者利用天然的手性胺與乙二醛、甲醛和氨環(huán)縮合形成咪唑環(huán)，然后使之烷基化最終得到手性離子液體5，該離子液

37、體的熔點為90，因此降低熔點是離子液體得到應(yīng)用的關(guān)鍵所在。后來該課題組還研究了從廉價、綠色的手性氨基酸出發(fā)，經(jīng)過縮合、酯化、還原和烷基化合成了另一類帶有羥基官能團的手性離子液體。3.3.2 制備含有手性陰離子的離子液體手性陽離子可以實現(xiàn)離子液體的手性，同時手性陰離子也可以實現(xiàn)離子液體的手性。1999年，K.R.Seddon等合成了含有（S）-乳酸根離子的手性離子液體，這是首個通過手性陰離子來實現(xiàn)離子液體手性的例子5。這種離子液體無毒、對水穩(wěn)定、環(huán)保，并且能在含有臭氧的水中穩(wěn)定的分解，今后可以利用于醫(yī)學領(lǐng)域。2005年，K.Fukumoto等報道了20種陰離子為天然氨基酸離子的手性離子液體5，為

38、了避免采用離子交換法含有氯離子雜質(zhì)，同時由于氨基酸與金屬離子形成配位化合物難以得到金屬鹽，可以通過咪唑氫氧化物堿性離子液體與氨基酸中和反應(yīng)制備。3.3.3 利用非手性原料制備手性離子液體由手性原料制備手性離子液體時會帶有反應(yīng)性的官能團，這些官能團有時會限制這類手性離子液體應(yīng)用的范圍。2002年，東京大學Y.Ishida小組選取2，4-雙取代咪唑，利用兩端鹵代的烷烴進行兩次烷基化反應(yīng)，實現(xiàn)環(huán)化，制備了手性的新型離子液體5，2位基團上的R2可以防止的平面翻轉(zhuǎn)，4位基團上的R 可以保持它的平面手性，這類型的手性離子液體可以應(yīng)用于手性識別中并有一定的價值。上述內(nèi)容介紹了離子液體的各種制備方法，這是對于

39、離子液體的研究中比較重要的一個環(huán)節(jié)。對于離子液體不同制備方法的研究，是離子液體最終應(yīng)用于實際生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。目前，關(guān)于離子液體的制備已經(jīng)取得了很大的進展，可以實現(xiàn)不同種類的離子液體，按照不同的方法進行制備。但隨著離子液體本身的不斷發(fā)展，以及各個領(lǐng)域?qū)﹄x子液體越來越高的期望，因此對于離子液體的制備方法也提出了更多的要求。相信隨著研究的深入，會逐步改進離子液體的制備方法，以及離子液體的功能化。使得離子液體可以滿足更多的需要。第4章 離子液體的應(yīng)用4.1 離子液體應(yīng)用于分離過程在合成化學研究過程中，存在一個長期困擾人們的問題離子液體的分離、提純、產(chǎn)物回收。利用水來實現(xiàn)分離提取僅適用于親水性產(chǎn)物，而揮

40、發(fā)性較差的產(chǎn)物不適合用蒸餾的方法，有機溶劑用于分離提取效果較好但會引起交叉的污染。目前全世界每年都消耗大量的有機溶劑，這對環(huán)境以及人體的健康都會產(chǎn)生很大的危害。近年來，由于人們的環(huán)保意識不斷增強，綠色化學也越來越受到人們的重視。因此傳統(tǒng)的利用有機溶劑提取分離技術(shù)迫切需要改善和提高。綜上所述，探索綠色而安全有效的分離技術(shù)已成為社會的迫切需求。離子液體因其獨有的物化性質(zhì)，能有效解決上述問題，因此很適合作分離提純的萃取溶劑，特別是應(yīng)用于液-液萃取分離。多種無機、有機及有機金屬化合物均可以溶解于離子液體，但離子液體與大量的有機溶劑卻不相溶，因此離子液體很適宜用作新的液-液萃取時的介質(zhì)。經(jīng)研究可以發(fā)現(xiàn)，

41、可以利用超臨界二氧化碳從離子液體中提取非揮發(fā)性的有機物，二氧化碳溶解于溶液中可以促進有機物的提取，但離子液體本身與二氧化碳并不混溶，由此能夠回收到不含雜質(zhì)的產(chǎn)物。近來的研究發(fā)現(xiàn)生物技術(shù)中的提取分離也可以利用離子液體來實現(xiàn)，例如從發(fā)酵液之中提取丁醇，離子液體具有的與水不混溶及難揮發(fā)的特性很適合用于從發(fā)酵液之中提取丁醇。4.1.1 離子液體應(yīng)用于廢水中重金屬離子的萃取重金屬廢水是工業(yè)廢水之一。若不經(jīng)處理而將其直接排放入水體，將會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染。傳統(tǒng)的處理方法是利用有溶劑進行萃取。但有機溶劑具有一定的缺陷。因為其不僅能與水互溶，而且具有強揮發(fā)性、毒性。因此對環(huán)境的安全及人類健康構(gòu)成了嚴重威脅

42、。離子液體具有的溶解性良好、綠色環(huán)保、無污染的優(yōu)點。使越來越多的學者開始研究利用離子液體來處理重金屬廢水，而如果在不采取其他措施的情況下直接利用離子液體對水中的金屬離子進行萃取，將會使金屬離子系數(shù)D低于l6。U.Domanska等提出提高D的方法有在離子液體陽離子取代基上引入配位原子或配位結(jié)構(gòu)和加入萃取劑進行萃取兩種方法8：(1) 將配位結(jié)構(gòu)引入陽離子取代基。通過在離子液體BmimPF6的陽離子取代基上引入不同的配位原子，然后用于水中鎘離子和汞離子的萃取。 (2)通過加入萃取劑進行萃取。在不加任何其他萃取劑的情況下，直接用離子液體萃取水中的重金屬離子時，金屬離子幾乎不分配于離子液體中，大多數(shù)仍

43、然殘留于水相中。因此其他萃取劑也應(yīng)加入水中，使之與廢水中的重金屬離子形成配合物。N.Hirayama等利用烷基離子液體BmimPF6、HmimPF6、OmimPF6并加入萃取劑Htta萃取二價重金屬離子鎘離子、鈷離子、鈀離子6，萃取率能達到百分之九十五以上。研究了它的萃取機理后可以認為，鎘離子、鈷離子與離子液體形成了堿性的配合物而鈀離子與離子液體形成了中性的配合物。用離子液體來萃取金屬離子萃取效率高而且非常環(huán)保。但是如果直接單獨利用離子液體來萃取金屬離子再不添加其他物質(zhì)時，會出現(xiàn)萃取效率低的狀況，因此必須加入其他的萃取劑。這就會在一定程度上造成環(huán)境的污染，而且還會有離子液體的流失情況。隨著不斷

44、加深對離子液體的研究以及功能化離子液體的不斷合成，用離子液體來萃取金屬離子也將會逐步應(yīng)用于實際中。4.1.2 離子液體應(yīng)用于萃取廢水中的有機物有機廢水中所含有的毒物是水體的主要污染物之一。它不僅會污染水資源，而且是致病、致癌物質(zhì)，對人體的毒害非常嚴重。有機廢水毒性很大但難以被生化降解。隨著人們對環(huán)境以及健康的重視度越來越大，脫除工業(yè)廢水中的有機物就越來越重要。而離子液體在處理有機物廢水研究中的地位越來越重要。4.1.2.1離子液體應(yīng)用于萃取酚類物質(zhì) 酚類物質(zhì)是一種有毒物質(zhì)，會污染水資源。但是隨著化學工業(yè)的不斷發(fā)展，含酚廢水的排放也越來越多，因此在排放含酚廢水時必須將其脫除。目前脫除酚類物質(zhì)時需

45、要用到有機溶劑，但是有機溶劑有一定的缺點如：毒性大、易揮發(fā)、而且與水有一定的互溶性等。而離子液體以其獨特的性質(zhì)有效的避免上述問題，因此可以起到代替有機溶劑的作用。K.S.Khachatryan等報道了用BmimPF6從水溶液中萃取酚類化合物，考察了pH、酚的濃度、體積比對萃取效果的影響6，得到結(jié)論，1-萘酚的分配系數(shù)可以達到954，2-萘酚分配系數(shù)可以達到691。范洪富等利用EmimBeti與離子液體BmimPF6來萃取含酚廢水中的氯酚13，并考察了pH、時間和溫度等因素對萃取平衡產(chǎn)生的影響，得到了溫度以及pH會對離子液體的萃取效果產(chǎn)生影響，采用EmimBeti與BmimPF6萃取含酚廢水時，

46、當溶液處于中性或酸性的環(huán)境時對分配系數(shù)不會產(chǎn)生太大影響；可以利用離子液體對含多種氯酚的廢水進行萃取，因為大部分氯酚的分配系數(shù)不會因為溶液中含有其他的氯酚而發(fā)生變化。以上得到的規(guī)律和結(jié)論對于有效處理含酚廢水中的酚類物質(zhì)提供了重要依據(jù)。對于今后離子液體應(yīng)用于廢水處理的研究具有十分重要的意義。4.1.2.2離子液體應(yīng)用于萃取芳烴類物質(zhì)芳烴類物質(zhì)對水資源產(chǎn)生的污染非常嚴重，因此對它的處理非常重要。R.D.Rogers等首次研究了利用疏水性的離子液體萃取水中的苯的衍生物，還研究了不同萃取物在水中的分配系數(shù)6，研究得到結(jié)論：使用離子液體進行萃取時與其他的萃取劑有相似的性質(zhì)。分離完成后離子液體中的有機物能通

47、過加熱來除去。因而可以實現(xiàn)對離子液體回收以及再利用。4.1.2.3離子液體應(yīng)用于萃取有機酸、醇等有機酸以及醇類物質(zhì)也會對水體造成很大的污染，因此需要有效地處理。李昊等使用含有微量有機溶劑與疏水性離子液體的廢水按1:0.11:1的體積比混合，經(jīng)過攪拌后出現(xiàn)分層的現(xiàn)象，而產(chǎn)生離子液體相，之后經(jīng)過減壓蒸餾，分離出離子液體中含有的有機溶劑15。而且溶液初始濃度對離子液體的單級萃取率產(chǎn)生的影響很小。離子液體用于處理有機工業(yè)廢水有許多優(yōu)勢，如環(huán)保、可回收再利用、萃取率高等。不僅避免了傳統(tǒng)處理方法的弊端而且能夠很大程度地節(jié)約成本。目前由于對于離子液體研究不夠深入，因而使用離子液體萃取廢水中的有機物還存在一定

48、的困難，其中最大的困難在于離子液體的流失。相信以后這一問題將隨著對功能化離子液體的不斷合成而逐步解決。4.1.3 離子液體應(yīng)用于廢水的脫色處理廢水中的染料不僅會污染水資源，而且會影響水體的美觀。但是近年來由于大量的使用水溶性的染料，廢水中燃料的含量越來越高，這就對廢水脫色處理的要求越來越高。而由上述內(nèi)容可知離子液體在性質(zhì)方面所具有的優(yōu)勢，而這一優(yōu)勢使得離子液體越來越多的應(yīng)用于廢水處理。因此對于其在處理染料廢水方面的性能研究也不斷展開。李長平等10對利用疏水性離子液體BmimPF6對染料廢水（質(zhì)量濃度為100mg/L）的脫色性能進行了研究。并且分別探討了溫度、pH以及萃取劑的加入對脫色效果的影響

49、，得到結(jié)論：離子液體萃取酸性染料時平均脫色率很高，萃取弱酸性染料時脫色率相對較低，萃取活性染料時可脫色率最低；溫度升高時不利用萃取的發(fā)生，會使萃取脫色率降低；在萃取時加入萃取劑可以有效提高脫色率。以上研究得到的結(jié)論為染色廢水的處理提供了一種新的方向，并且有望解決高濃度染色廢水的污染問題。上述內(nèi)容介紹了離子液體各種廢水處理以及廢水脫色方面的應(yīng)用。這部分內(nèi)容是論文的重要部分，是上述關(guān)于離子液體研究的最終應(yīng)用?？梢源龠M離子液體在水處理方面應(yīng)用的研究，為今后在這方面的研究提供了理論依據(jù)。也為以后的廢水處理提供了一種全新的、環(huán)保的方法。4.2 離子液體其他方面的應(yīng)用離子液體因其獨特的性質(zhì)而廣泛應(yīng)用于多個

50、領(lǐng)域，而目前對于離子液體的應(yīng)用研究主要以下幾個方面。4.2.1 化學反應(yīng)離子液體所具特殊的性質(zhì)：如離子液體具有許多種類，因此可選擇的范圍很大；離子液體可以為化學反應(yīng)提供獨特的溶劑環(huán)境，這一環(huán)境不同于傳統(tǒng)的分子溶劑提供的，在這一環(huán)境下有可能會改變反應(yīng)的機理，來提高催化劑的穩(wěn)定性、催化劑的活性、轉(zhuǎn)化的效率以及更高的選擇性；因此將離子液體很適合應(yīng)用于反應(yīng)的溶劑。離子液體因為其液相溫度范圍寬、無蒸氣壓等優(yōu)勢，因此可以用蒸餾、萃取、傾析等方法來分離出產(chǎn)品。下面是一些相關(guān)的例子。4.2.1.1 環(huán)加成反應(yīng)當環(huán)加成反應(yīng)在以離子液體為溶劑時有許多明顯的優(yōu)點：例如體系的蒸氣壓足夠低、具有熱穩(wěn)定性、可回收再利用、

51、易于操作且無爆炸性。Seddon等5對于在離子液體如bmimOTf、bmimPF6、bmimBF4和bmim lactate中進行的Diels-Alder反應(yīng)進行了研究，得出了上述反應(yīng)在離子液體中進行時的選擇性及速率與反應(yīng)在LPDE溶劑中進行時非常相似。它較高的反應(yīng)速率及選擇性也與綠色化學的要求相符合。因此離子液體可以應(yīng)用于化學工藝，不僅避免了廢物的產(chǎn)生，而且防止了高壓操作所帶來的不安全性。4.2.1.2 烷基化反應(yīng)傳統(tǒng)烷基化反應(yīng)常使用的溶劑有DMSO、DMF等。雖然這種溶劑能使反應(yīng)的速率提高，但它們又有很多的缺點，如：熱穩(wěn)定性較差、沸點較高、氣味較大，并且與水和有機相發(fā)生混合溶解而導(dǎo)致難以分

52、離產(chǎn)物。Seddon等5研究了以離子液體為溶劑的烷基化反應(yīng)，這種方法比較簡單、而且產(chǎn)物容易分離，并且可以實現(xiàn)溶劑的回收以及再利用。4.2.1.3 氧化反應(yīng)Song和Roh5對離子液體在氧化反應(yīng)方面的應(yīng)用進行了研究，并得出了離子液體在這方面也有一定的優(yōu)勢。他們的研究得出了在氧化反應(yīng)中，將離子液體加入有機溶劑時，可以有效提高催化劑的活性，并且可以實現(xiàn)對催化劑的循環(huán)使用。因此將離子液體進一步應(yīng)用于氧化反應(yīng)的前景非常可觀。4.2.2 電化學離子液體是一種液態(tài)電解質(zhì)而且完全由陰、陽離子組成。離子液體的優(yōu)良電化學特性：電化學窗口較寬闊、離子導(dǎo)電性較好等，這使得離子液體在電化學方面的應(yīng)用有很大的前景。目前鋰

53、離子電池得到了廣泛的應(yīng)用，而且得到了人們的認可。但其安全性以及穩(wěn)定性已經(jīng)逐漸不能滿足需要，因此需要尋找與探索出新的電解質(zhì)材料來解決這一問題。而離子液體自身具有的優(yōu)良特性，使其適用于新高性能電池的制造。例如它所具有的不易揮發(fā)、導(dǎo)電性、不易燃等性質(zhì)，能減少離子液體的自放電，因此將離子液體用作電池的電解質(zhì)所需的溫度不需要像熔鹽的那么高。固態(tài)電解質(zhì)比液態(tài)的電解質(zhì)方便使用，而相比較高分子電解質(zhì)則更方便使用。將離子液體應(yīng)用于高分子中，從而得到高離子導(dǎo)電聚合物的研究，現(xiàn)在有三種典型的方法：（1）高溫質(zhì)子導(dǎo)電膜；（2）離子膠；（3）離子導(dǎo)電性高分子。這種高離子導(dǎo)電聚合物可以應(yīng)用于多種電池以及電容器的制造。4.

54、3 離子液體的循環(huán)利用在上述的內(nèi)容中對離子液體的特性以及優(yōu)勢做了系統(tǒng)的介紹，早在2003年離子液體已經(jīng)首次實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，但是目前還不能實現(xiàn)對離子液體的大規(guī)模生產(chǎn)。這樣的現(xiàn)狀導(dǎo)致了離子液體的價格較高。所以對與離子液體的循環(huán)利用和再生性能的研究具有非常重要的意義，有利于離子液體的發(fā)展以及推廣利用，同時對于環(huán)境的保護以及經(jīng)濟社會的發(fā)展也起到一定的作用。離子液體在完成了萃取的工作后，需要將其與溶質(zhì)分離開來，但實驗證明這樣的分離很難實現(xiàn)，所以在回收再利用的過程中存在一定的困難，有些情況下可以通過改變?nèi)菀旱膒H值，使分配系數(shù)隨之改變，從而來實現(xiàn)離子液體的回收，但是這一辦法并不能通用于各種情況，事實

55、上，大多時候是不是用的。之后由于研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)了另一種更合理的方法，即將超臨界二氧化碳與離子液體相結(jié)合。經(jīng)研究證實這一方法可以使離子液體與產(chǎn)物的分離變的非常容易。而且還能夠明顯提高萃取的效率。Brermeeke等首先報道了高壓二氧化碳可以溶于離子液體，而離子液體不溶于高壓二氧化碳18，這不僅能用超臨界二氧化碳回收溶解于離子液體的有機物，從此開辟了1L/scCO2兩相體系的應(yīng)用研究。Blanehard等研究用超臨界CO2萃取離子液體中的萘，萘的回收率為949618，實現(xiàn)了離子液體的回收以及再利用，同時在回收時離子液體不會污染其他相，從而實現(xiàn)了真正意義上的綠色。對于離子液體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及制備方法的研究，最終目的是將其應(yīng)用于實際的生產(chǎn)