Bereidingswijze van ionische vloeistof
Nov 07, 2021
Er zijn veel soorten ionische vloeistoffen. Door de verschillende combinaties van kationen en anionen te veranderen, kunnen verschillende ionische vloeistoffen worden ontworpen en gesynthetiseerd. Er zijn in principe twee basismethoden voor de synthese van ionische vloeistoffen: directe synthese en tweestapssynthese.
directe synthese
De ionische vloeistof wordt in één stap gesynthetiseerd door een zuur-base-neutralisatiereactie of quaternaire amineringsreactie, die economisch en eenvoudig te bedienen is, geen bijproducten heeft en het product gemakkelijk te zuiveren is. Een reeks ionische tetrafluorboraatvloeistoffen met verschillende kationen werd gesynthetiseerd door de zuur-base-neutralisatiemethode zoals Hlrao. Bovendien kan een verscheidenheid aan ionische vloeistoffen, zoals gehalogeneerde 1-alkyl-3-methylimidazoolzouten, gehalogeneerde pyridiniumzouten, enz., ook in één stap worden bereid door de quaterniseringsreactie.
Tweestapssynthese
De directe methode is moeilijk om de beoogde ionische vloeistof te verkrijgen en er moet een tweestapssynthesemethode worden gebruikt. Er zijn veel toepassingen voor de bereiding van ionische vloeistoffen door de tweestapsmethode. Bij de bereiding van veelgebruikte ionische tetrafluorboraat- en hexafluorfosfaatvloeistoffen wordt gewoonlijk een tweestapsmethode toegepast. Eerst wordt een halogenidezout dat het doelkation bevat bereid door middel van een quaternaire amineringsreactie; vervolgens wordt het halogeenion gesubstitueerd door het doelanion of wordt Lewiszuur toegevoegd om de ionische doelvloeistof te verkrijgen. In de tweede stap van de reactie, bij gebruik van metaalzout MY (algemeen gebruikt is AgY), HY of NH4Y, Ag-zoutprecipitatie of aminezout, wordt HX-gas gemakkelijk verwijderd en wordt sterk protonzuur HY toegevoegd. De reactie vereist roeromstandigheden bij lage temperatuur. Daarna wordt het verschillende keren met water gewassen totdat het neutraal is, de ionische vloeistof wordt geëxtraheerd met een organisch oplosmiddel en tenslotte wordt het organische oplosmiddel in vacuüm verwijderd om een zuivere ionische vloeistof te verkrijgen. Speciale aandacht wordt besteed aan het feit dat bij het uitwisselen van X-(halogeen)anionen met het doelanion Y, de reactie zo volledig mogelijk moet zijn om ervoor te zorgen dat er geen x. anionen blijven in de beoogde ionische vloeistof, omdat de zuiverheid van de ionische vloeistof cruciaal is voor de karakterisering van toepassingen en fysisch-chemische eigenschappen. De synthese van hoogzuivere binaire ionische vloeistoffen wordt gewoonlijk bereid door anionenuitwisseling met behulp van ionenuitwisselingsharsen in een ionenwisselaar. Bovendien kunnen, door Lewis-zuur (MY) direct te combineren met halogenidezouten, ionische vloeistoffen van het [kation][MnXny+l]-type worden bereid. Bij de bereiding van bijvoorbeeld chlooraluminaat-ionische vloeistoffen wordt deze methode gebruikt, zoals beschreven in de eigenschappen van ionische vloeistoffen. De zuurgraad van de ionische vloeistof kan naar behoefte worden aangepast.
