Phương pháp điều chế chất lỏng ion

Có nhiều loại chất lỏng ion. Bằng cách thay đổi sự kết hợp khác nhau của các cation và anion, các chất lỏng ion khác nhau có thể được thiết kế và tổng hợp. Về cơ bản có hai phương pháp cơ bản để tổng hợp chất lỏng ion: tổng hợp trực tiếp và tổng hợp hai bước.

Tổng hợp trực tiếp

Chất lỏng ion được tổng hợp trong một bước thông qua phản ứng trung hòa axit-bazơ hoặc phản ứng amin bậc bốn, tiết kiệm và vận hành đơn giản, không có sản phẩm phụ và sản phẩm dễ tinh chế. Một loạt các chất lỏng ion tetrafluoroborat với các cation khác nhau được tổng hợp bằng phương pháp trung hòa axit-bazơ như Hlrao. Ngoài ra, nhiều loại chất lỏng ion, chẳng hạn như muối halogen hóa 1-alkyl 3-metylimidazole, muối pyridinium halogen hóa, v.v., cũng có thể được điều chế trong một bước thông qua phản ứng bậc bốn.

Tổng hợp hai bước

Phương pháp trực tiếp khó thu được chất lỏng ion mục tiêu, và phải sử dụng phương pháp tổng hợp hai bước. Có nhiều ứng dụng để điều chế chất lỏng ion bằng phương pháp hai bước. Việc điều chế chất lỏng ion tetrafluoroborat và hexafluorophosphat thường được sử dụng thường áp dụng phương pháp hai bước. Đầu tiên, một muối halogenua có chứa cation đích được điều chế thông qua phản ứng amin hóa bậc bốn; sau đó anion mục tiêu được thay thế cho ion halogen hoặc axit Lewis được thêm vào để thu được chất lỏng ion mục tiêu. Ở bước thứ hai của phản ứng, khi cho muối kim loại MY (thường dùng là AgY), HY hoặc NH4Y, tạo kết tủa Ag hoặc muối amin, khí HX dễ bị khử, đồng thời thêm axit proton mạnh HY. Phản ứng cần điều kiện khuấy ở nhiệt độ thấp. Sau đó, nó được rửa bằng nước nhiều lần cho đến khi nó trung tính, chất lỏng ion được chiết xuất bằng dung môi hữu cơ, và cuối cùng dung môi hữu cơ được loại bỏ trong chân không để thu được chất lỏng ion tinh khiết. Đặc biệt chú ý là trong quá trình trao đổi anion X- (halogen) với anion đích Y thì phản ứng phải xảy ra hoàn toàn để đảm bảo không có x. anion vẫn còn trong chất lỏng ion mục tiêu, bởi vì độ tinh khiết của chất lỏng ion là rất quan trọng đối với nó. Quá trình tổng hợp chất lỏng ion nhị phân có độ tinh khiết cao thường được điều chế bằng cách trao đổi anion sử dụng nhựa trao đổi ion trong thiết bị trao đổi ion. Ngoài ra, bằng cách kết hợp trực tiếp axit Lewis (MY) với các muối halogenua, có thể điều chế chất lỏng ion loại [cation] [MnXny + l]. Ví dụ, việc điều chế chất lỏng ion cloroaluminat sử dụng phương pháp này, như được mô tả trong các tính chất của chất lỏng ion. Độ axit của chất lỏng ion có thể được điều chỉnh khi cần thiết.