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今日话题:离子液体

2019-08-19 17:05:27来源:塑料机械网整理发布 阅读量:21077

  【塑料机械网 科技创新】 今年5月13日~17日,世界离子液体大会首次来到中国,在北京召开了第八届离子液体大会。这场会议汇聚了三十余个国家离子液体领域的专家和代表,从基础研究、技术创新和工业应用等多方面展示了离子液体在各个领域中的应用成果,诠释了大会主题——“离子液体创造绿色未来”。
 
  离子液体最早出现于19世纪,随着科技的发展和对其的认知逐步升级,直到20世纪中期,离子液体才终于被科学家们重视并投入更多研究。进入大众视野这么多年,你是否对它有所了解呢?
 
  什么是离子液体
 
  离子液体是一种全部以离子构成的新型液体化合物,也被称为低温熔融盐。它具有导电性、高耐热性、难挥发性、广电位窗、不燃性等特点,在自然界之中并不存在,一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成。可以通过改变其阳离子和阴离子的组合制备不同的离子液体,通常使用直接合成法和两步合成。常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等,阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。
 
  离子液体可以循环使用,一般不会成为蒸汽,也不会在实验中适当有害气体,在化工生产中使用离子液体可以减少对环境的污染,并且减少废物产生。在酰基化反应、酯化反应、聚合反应、室温和常压下的催化加氢反应、电化学合成、烯烃的环氧化反应、支链脂肪酸的制备等方面,离子液体有良好的表现,并且具有反应速率快、转化率高、反应选择性高、催化体系可循环重复使用等优点,绿色环保,对环境十分友好。
 
  离子液体的应用
 
  离子液体具有多重优点,在有机及高分子物质的合成中也扮演着绿色溶剂的角色,时至今日,越来越受科学家的青睐。在溶剂萃取、物质的分离和纯化、废旧高分子化合物的回收、燃料电池和太阳能电池、工业废气中二氧化碳的提取、地质样品的溶解、核燃料和核废料的分离与处理等方面显示出其潜在的应用前景。
 
  ·塑料回收
 
  循环经济的戏码持续上演,关于塑料制品的回收是其中一大环节。人类也从未停止对塑料回收技术的探索。在传统的物理法和化学法之后,离子液体也在这一领域大显身手。
 
  离子液体用于塑料回收,可使传统回收方式下难以处理的塑料垃圾轻松解决,比如废旧轮胎、打印机碳带等。科研人员表示,理论上使用离子液体进行塑料降解的成功率可达100%,且不降低塑料品质,实现塑料回收利用的闭合循环。
 
  ·金属提炼
 
  作为一种环保的化学品,离子液体能够在较低的污染状态下实现对贵金属的提炼。此前NASA有研究表明,在航天器中可以实现用离子液体从陨石中分离技术镍。而按照常规方式,需要在1350摄氏度的环境下使用硫酸进行提取。
 
  ·削减二氧化碳
 
  利用离子液体可以从空气中提取二氧化碳,并将其分解为氧气和甲烷。这种技术可以实现在太空中重复获取氧气,又能获得用以推进的燃料,目前在处理工业废气方面已经有所应用。
 
  此前日本名古屋大学也曾声明,其研究小组成功开发出在低超电势下通过离子液体和有机分子将二氧化碳有效还原成甲酸和甲醇等,未来该技术有望成为二氧化碳转化的有用化合物的基础技术,并与可再生能源相结合,用于削减二氧化碳。
 
  ·蓄电池应用
 
  离子液体凭借其具有较高的离子导电率、低蒸发率、高耐热性和不燃性等特性,在蓄电池电解液领域中备受瞩目。2014年,日本将国内开发的离子液蓄电池应用于超小型人造地球卫星上标志着离子液体蓄电池的成功。为了克服离子液体对传统蓄电池中使用的硅基阴极材料依然有粉化作用以及对电极周围锂离子的阻挡等缺点,科学家进一步将离子电解液应用于Na-S蓄电池上。而这一应用不仅使上述问题得到解决,也克服了传统Na-S蓄电池的缺陷,使电池容量以及能量密度等参数也比传统电池有较大提高,蓄电池成本有较大降低。
 
  结语
 
  我们看到,科学在不断进步,随着对新材料的深入研究,传统的生产方式迎来技术革新,对资源利用率的提升和对长期问题的解决世人皆有目共睹。科技在为人类提供更好生活的同时,也存在着对自然的破坏,真正福泽后世的技术力量,从来不应以破坏为代价。号称环保的离子液体未来还将有多大的发展空间,不妨让我们静观其变。
 
  资料参考:新华社、NAS爱好者、第一电动汽车网、百度百科

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