Sposób przygotowania cieczy jonowej

Istnieje wiele rodzajów cieczy jonowych. Zmieniając różne kombinacje kationów i anionów, można projektować i syntetyzować różne ciecze jonowe. Istnieją zasadniczo dwie podstawowe metody syntezy cieczy jonowych: synteza bezpośrednia i synteza dwuetapowa.

Synteza bezpośrednia

Ciecz jonowa jest syntetyzowana w jednym etapie poprzez reakcję neutralizacji kwasowo-zasadowej lub reakcję czwartorzędowego aminowania, która jest ekonomiczna i prosta w obsłudze, nie zawiera produktów ubocznych, a produkt jest łatwy do oczyszczenia. Za pomocą metody neutralizacji kwasowo-zasadowej, takiej jak Hlrao, zsyntetyzowano szereg jonowych cieczy tetrafluoroboranowych z różnymi kationami. Ponadto, różne ciecze jonowe, takie jak chlorowcowane sole 1-alkilo-3-metyloimidazolu, chlorowcowane sole pirydyniowe, itp., można również wytwarzać w jednym etapie w reakcji czwartorzędowania.

Synteza dwuetapowa

Metoda bezpośrednia jest trudna do uzyskania docelowej cieczy jonowej i należy zastosować dwuetapową metodę syntezy. Istnieje wiele zastosowań do przygotowania cieczy jonowych metodą dwuetapową. Przygotowanie powszechnie stosowanych cieczy jonowych tetrafluoroboranowych i heksafluorofosforanowych odbywa się zwykle dwuetapowo. Po pierwsze, sól halogenkowa zawierająca kation docelowy jest wytwarzana przez czwartorzędową reakcję aminowania; następnie docelowy anion zastępuje się jonem halogenu lub dodaje się kwas Lewisa w celu uzyskania docelowej cieczy jonowej. W drugim etapie reakcji, gdy stosuje się sól metalu MY (powszechnie stosowana to AgY), HY lub NH4Y, wytrącanie soli Ag lub sól aminową, gaz HX jest łatwo usuwany i dodaje się silny kwas protonowy HY. Reakcja wymaga niskotemperaturowych warunków mieszania. Następnie przemywa się go kilkakrotnie wodą aż do zobojętnienia, ciecz jonową ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym, a na koniec rozpuszczalnik organiczny usuwa się pod próżnią w celu uzyskania czystej cieczy jonowej. Szczególną uwagę zwrócono na fakt, że w procesie wymiany anionów X-(halogenowych) z docelowym anionem Y reakcja musi być jak najpełniejsza, aby zapewnić brak x. aniony pozostają w docelowej cieczy jonowej, ponieważ czystość cieczy jonowej ma kluczowe znaczenie dla jej charakterystyki. Charakterystyka zastosowań i właściwości fizykochemicznych ma kluczowe znaczenie. Synteza binarnych cieczy jonowych o wysokiej czystości jest zwykle przygotowywana przez wymianę anionową przy użyciu żywic jonowymiennych w wymieniaczu jonowym. Ponadto, przez bezpośrednie połączenie kwasu Lewisa (MY) z solami halogenkowymi, można otrzymać ciecze jonowe typu [kation][MnXny+l]. Na przykład, wytwarzanie cieczy jonowych chloroglinianu wykorzystuje tę metodę, jak opisano we właściwościach cieczy jonowych. Kwasowość cieczy jonowej można regulować w razie potrzeby.