今日話題：離子液體
【塑料機械網 科技創(chuàng)新】 今年5月13日~17日，世界離子液體大會來到中國，在北京召開了第八屆離子液體大會。這場會議匯聚了三十余個國家離子液體領域的專家和代表，從基礎研究、技術創(chuàng)新和工業(yè)應用等多方面展示了離子液體在各個領域中的應用成果，詮釋了大會主題——“離子液體創(chuàng)造綠色未來”。
離子液體早出現(xiàn)于19世紀，隨著科技的發(fā)展和對其的認知逐步升級，直到20世紀中期，離子液體才終于被科學家們重視并投入更多研究。進入大眾視野這么多年，你是否對它有所了解呢？
什么是離子液體
離子液體是一種全部以離子構成的新型液體化合物，也被稱為低溫熔融鹽。它具有導電性、高耐熱性、難揮發(fā)性、廣電位窗、不燃性等特點，在自然界之中并不存在，一般由有機陽離子和無機或有機陰離子構成?？梢酝ㄟ^改變其陽離子和陰離子的組合制備不同的離子液體，通常使用直接合成法和兩步合成。常見的陽離子有季銨鹽離子、季鏻鹽離子、咪唑鹽離子和吡咯鹽離子等，陰離子有鹵素離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子等。
離子液體可以循環(huán)使用，一般不會成為蒸汽，也不會在實驗中適當有害氣體，在化工生產中使用離子液體可以減少對環(huán)境的污染，并且減少廢物產生。在?；磻?、酯化反應、聚合反應、室溫和常壓下的催化加氫反應、電化學合成、烯烴的環(huán)氧化反應、支鏈脂肪酸的制備等方面，離子液體有良好的表現(xiàn)，并且具有反應速率快、轉化率高、反應選擇性高、催化體系可循環(huán)重復使用等優(yōu)點，綠色環(huán)保，對環(huán)境十分友好。
離子液體的應用
離子液體具有多重優(yōu)點，在有機及高分子物質的合成中也扮演著綠色溶劑的角色，時至今日，越來越受科學家的青睞。在溶劑萃取、物質的分離和純化、廢舊高分子化合物的回收、燃料電池和太陽能電池、工業(yè)廢氣中二氧化碳的提取、地質樣品的溶解、核燃料和核廢料的分離與處理等方面顯示出其潛在的應用前景。
·塑料回收
循環(huán)經濟的戲碼持續(xù)上演，關于塑料制品的回收是其中一大環(huán)節(jié)。人類也從未停止對塑料回收技術的探索。在傳統(tǒng)的物理法和化學法之后，離子液體也在這一領域大顯身手。
離子液體用于塑料回收，可使傳統(tǒng)回收方式下難以處理的塑料垃圾輕松解決，比如廢舊輪胎、打印機碳帶等?？蒲腥藛T表示，理論上使用離子液體進行塑料降解的成功率可達100%，且不降低塑料品質，實現(xiàn)塑料回收利用的閉合循環(huán)。
·金屬提煉
作為一種環(huán)保的化學品，離子液體能夠在較低的污染狀態(tài)下實現(xiàn)對貴金屬的提煉。此前NASA有研究表明，在航天器中可以實現(xiàn)用離子液體從隕石中分離技術鎳。而按照常規(guī)方式，需要在1350攝氏度的環(huán)境下使用硫酸進行提取。
·削減二氧化碳
利用離子液體可以從空氣中提取二氧化碳，并將其分解為氧氣和甲烷。這種技術可以實現(xiàn)在太空中重復獲取氧氣，又能獲得用以推進的燃料，目前在處理工業(yè)廢氣方面已經有所應用。
此前日本名古屋大學也曾聲明，其研究小組成功開發(fā)出在低超電勢下通過離子液體和有機分子將二氧化碳有效還原成甲酸和甲醇等，未來該技術有望成為二氧化碳轉化的有用化合物的基礎技術，并與可再生能源相結合，用于削減二氧化碳。
·蓄電池應用
離子液體憑借其具有較高的離子導電率、低蒸發(fā)率、高耐熱性和不燃性等特性，在蓄電池電解液領域中備受矚目。2014年，日本將國內開發(fā)的離子液蓄電池應用于超小型人造地球衛(wèi)星上標志著離子液體蓄電池的成功。為了克服離子液體對傳統(tǒng)蓄電池中使用的硅基陰極材料依然有粉化作用以及對電極周圍鋰離子的阻擋等缺點，科學家進一步將離子電解液應用于Na-S蓄電池上。而這一應用不僅使上述問題得到解決，也克服了傳統(tǒng)Na-S蓄電池的缺陷，使電池容量以及能量密度等參數(shù)也比傳統(tǒng)電池有較大提高，蓄電池成本有較大降低。
結語
我們看到，科學在不斷進步，隨著對新材料的深入研究，傳統(tǒng)的生產方式迎來技術革新，對資源利用率的提升和對長期問題的解決世人皆有目共睹?？萍荚跒槿祟愄峁└蒙畹耐瑫r，也存在著對自然的破壞，真正福澤后世的技術力量，從來不應以破壞為代價。號稱環(huán)保的離子液體未來還將有多大的發(fā)展空間，不妨讓我們靜觀其變。
資料參考：新華社、NAS愛好者、電動汽車網、百度百科
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