Ano ang ionic liquid?

Ang Ionic likido (IL) ay isang natatanging klase ng mga compound ng kemikal na binubuo ng mga ions - positibong sisingilin ng mga cations at negatibong sisingilin na anion - na umiiral sa likidong form sa o malapit sa temperatura ng silid. Hindi tulad ng maginoo na mga solvent na madalas na mga molekular na likido, ang mga ionic likido ay mga asing -gamot na nananatiling likido sa ibaba 100 ° C, at marami sa temperatura ng silid. Ang hindi pangkaraniwang katangian na ito ay nagbibigay sa kanila ng natatanging mga katangian ng physicochemical, na ginagawa silang pokus ng lumalagong interes sa kimika, agham ng materyales, at iba't ibang mga pang -industriya na aplikasyon.

Ano ba talaga Ionic Liquids ?

Ang mga likidong ionic ay mga asing -gamot na natutunaw sa mga temperatura na karaniwang mas mababa sa 100 ° C, na may maraming natitirang likido sa mga nakapaligid na kondisyon (sa paligid ng 25 ° C). Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasama ng napakalaki at madalas na walang simetrya na mga organikong cation na may iba't ibang mga hindi organikong o organikong anion. Ang malaking sukat at pagsingil ng delokalisasyon sa mga ions ay nagpapababa ng punto ng pagtunaw nang malaki kumpara sa tradisyonal na mga asing tulad ng sodium chloride.

Ang isang tipikal na ionic liquid molekula ay binubuo ng:

Cations: Karaniwang imidazolium, pyridinium, ammonium, phosphonium, o mga istrukturang batay sa sulfonium.

Anions: Kasama sa mga halimbawa ang mga halides (Cl⁻, Br⁻), tetrafluoroborate (Bf₄⁻), hexafluorophosphate (Pf₆⁻), bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (tf₂n⁻), at iba pa.

Ang kanilang ionic na kalikasan ay humahantong sa malakas na pakikipag -ugnayan ng coulombic, ngunit ang kanilang kawalaan ng simetrya at steric na hadlang ay pinipigilan ang mga ito mula sa pagkikristal nang madali, na nagreresulta sa isang likidong estado sa medyo mababang temperatura.

Mga pangunahing katangian ng ionic likido

Ang mga likidong ionic ay nagpapakita ng maraming mga natatanging katangian na naiiba ang mga ito mula sa tradisyonal na mga molekular na solvent:

Mga uri ng ionic likido

Ang mga likidong ionic ay ikinategorya batay sa kanilang istraktura ng kemikal, ang likas na katangian ng mga ions, at mga tiyak na aplikasyon:

Temperatura temperatura ionic liquid (rtils)

Likido sa o malapit sa 25 ° C.

Mga halimbawa: 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([BMIM] [BF₄]).

Mataas na temperatura ionic likido

Likido ngunit may mga natutunaw na puntos sa pagitan ng 100 ° C at 200 ° C.

Protic ionic liquids

Nabuo ng paglipat ng proton sa pagitan ng isang Brønsted acid at base.

Ipakita ang mga katangian tulad ng hydrogen bonding.

Aprotic ionic likido

Huwag kasangkot ang paglipat ng proton.

Madalas na mas matatag na thermally at kemikal.

Mga Tukoy na Ionik na Task (TSIL)

Dinisenyo gamit ang mga functional na grupo na pinasadya para sa mga tiyak na reaksyon o paghihiwalay.

Polymeric Ionic Liquids (PILS)

Ionic likido polymerized sa solid o gel form para sa mga advanced na materyales.

Mga bentahe ng ionic likido

Ang kumbinasyon ng mga natatanging katangian ay nagbibigay ng ionic likido na higit sa maginoo na mga solvent o materyales sa maraming paraan:

Mga aplikasyon ng ionic likido

Ang mga likido ng ionic ay natagpuan ang mga aplikasyon sa buong malawak na hanay ng mga patlang dahil sa kanilang maraming nalalaman mga katangian:

1. Green Chemistry at Solvents

Ang pagpapalit ng pabagu -bago ng organikong solvent (VOC) sa mga syntheses ng kemikal.

Ginamit bilang reaksyon ng media sa organikong synthesis, catalysis, at mga proseso ng enzymatic.

Pinahusay na selectivity at ani sa maraming reaksyon.

2. Mga aparato ng Electrochemical

Ang mga electrolyte sa mga baterya (lithium-ion, sodium-ion), supercapacitors, at mga cell ng gasolina.

Electroplating at electrodeposition na may kinokontrol na morpolohiya.

Mga Sensor at Electrochemical Detection.

3. Mga proseso ng paghihiwalay

Ang pagkuha ng gas at paghihiwalay, tulad ng pagkuha ng CO₂ mula sa mga flue gas.

Extraction ng mga metal at bihirang elemento ng lupa.

Mga diskarte sa paghihiwalay ng Chromatographic at lamad.

4. Biotechnology at mga parmasyutiko

Pag -stabilize at solubilisasyon ng biomolecules.

Mga sistema ng paghahatid ng gamot at pagbabalangkas.

Enzyme catalysis sa ionic liquid media.

5. Agham ng Mga Materyales

Sintesis ng nanomaterial at polymers.

Mga template para sa mga maliliit na materyales at ionic likidong kristal.

Mga pampadulas at additives para sa tribology.

Kung paano gamitin ang ionic liquid

Ang paggamit ng ionic likido ay nangangailangan ng pansin sa kanilang pisikal at kemikal na kalikasan:

Paghawak: Dahil sa kanilang mababang pagkasumpungin, ang panganib ng paglanghap ay minimal, ngunit inirerekomenda ang mga guwantes at proteksyon sa mata upang maiwasan ang pakikipag -ugnay sa balat.

Dissolution: Ang mga likidong ionic ay maaaring matunaw ang iba't ibang mga sangkap ngunit maaaring mangailangan ng pagpapakilos o pag -init.

Paghahalo: Maaari silang ihalo sa mga molekular na solvent o ginamit nang maayos depende sa application.

Catalysis: Madalas na ginagamit bilang mga solvent at catalysts nang sabay -sabay; Ang mga kondisyon ng reaksyon ay maaaring naiiba sa tradisyonal na mga solvent.

Pagbawi: Maaaring mabawi sa pamamagitan ng pag -distill ng mga produkto, pagkuha, o paghihiwalay ng phase para magamit muli.

Paano mag -imbak ng mga ionic likido

Tinitiyak ng wastong imbakan ang kahabaan ng buhay at pinapanatili ang kanilang mga pag -aari:

Ang mga likidong ionic sa pangkalahatan ay nagpapakita ng mahusay na katatagan ng kemikal ngunit maaaring magpabagal sa matagal na pagkakalantad sa tubig, hangin, o ilaw depende sa kanilang istraktura.

Pag -unlad at pag -unlad sa hinaharap

Ang larangan ng ionic likido ay mabilis na umuusbong, na hinihimok ng pangangailangan para sa napapanatiling mga teknolohiya at mga materyales sa nobela. Ang ilang mga uso sa hinaharap ay kasama ang:

Disenyo ng higit pang mga tiyak na gawain ng ionic na likido: Ang pag -aayos ng ionic likido para sa tumpak na mga pangangailangan sa kemikal o pang -industriya, tulad ng pagkuha ng CO₂ o synthesis ng parmasyutiko.

Biodegradable at bio-based ionic likido: Ang pagbuo ng mga likidong ionic na nagmula sa mga nababago na mapagkukunan upang mapagbuti ang pagiging tugma sa kapaligiran.

Hybrid Materials: Ang pagsasama -sama ng mga ionic na likido sa mga polymers, nanoparticle, o lamad upang lumikha ng mga advanced na functional na materyales.

Scale-up at komersyalisasyon: Ang pagtagumpayan ng mga hamon sa gastos at produksyon upang paganahin ang malawakang paggamit ng pang -industriya.

Pag -iimbak at Pagbabago ng Enerhiya: Pagpapahusay ng pagganap ng mga baterya, supercapacitors, at mga cell ng gasolina gamit ang ionic liquid electrolyte.

Mga Application ng Biomedical: Ang pagpapalawak ng paggamit ng ionic liquid sa paghahatid ng gamot, engineering engineering, at diagnostic.

Disenyo ng Computational: Gamit ang pag -aaral ng makina at pagmomolde ng molekular upang mahulaan at disenyo ng ionic likido na may pinakamainam na mga katangian.

Buod

Ang mga likidong ionic ay kumakatawan sa isang rebolusyonaryong klase ng mga likidong asing -gamot na may mga pambihirang katangian na may malawak na aplikasyon sa buong kimika, enerhiya, materyales, at biotechnology. Ang kanilang kakayahang ma -angkop para sa mga tiyak na gawain, na sinamahan ng mga pakinabang sa kapaligiran at kaligtasan, ay posisyon ang mga ito bilang mga pangunahing sangkap sa pagsulong ng mga berdeng teknolohiya at mga makabagong proseso ng pang -industriya. Habang tumatagal ang pananaliksik at bumababa ang mga gastos sa produksyon, ang mga ionic na likido ay inaasahan na maging mas integral sa napapanatiling pang -agham at komersyal na pag -unlad sa buong mundo.