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第一篇 离子液体及相关理论3

第1章 离子液体概述3

1．1液体、分子液体、离子液体和电解质溶液3

1．2离子液体的特点4

1．3离子液体的历史及现状5

1．4离子液体的定义和分类8

1．4．1离子液体的定义8

1．4．2离子液体的分类9

1．5离子液体的发展前景11

1．5．1离子液体理论要有新突破11

1．5．2功能化离子液体方兴未艾11

1．5．3离子液体新品种层出不穷12

1．5．4低成本、安全、绿色化是离子液体发展方向12

参考文献13

第2章 离子液体结构与性质16

2．1离子液体的结构16

2．1．1有机离子液体结构16

2．1．2配位离子液体结构18

2．1．3超分子离子液体结构18

2．2离子液体的性质19

2．2．1离子液体的熔点19

2．2．2离子液体的密度22

2．2．3离子液体的黏度23

2．2．4 离子液体的表面张力24

2．2．5离子液体的溶解性27

2．2．6离子液体的导电性和电化学性能31

参考文献35

第3章 离子液体理论37

3．1静电理论37

3．2分子轨道理论37

3．3配位场理论39

3．4超分子理论40

3．5空隙模型41

3．6离子液体的分子模拟41

3．6．1分子力场42

3．6．2分子动力学42

3．7离子液体QSPR研究44

参考文献45

第二篇 离子液体的制备51

第4章 有机离子液体的制备及表征51

4．1普通有机离子液体的制备51

4．1．1一步法51

4．1．2两步法52

4．1．3辅助合成技术52

4．1．4一锅法制备离子液体53

4．2功能化离子液体的制备53

4．2．1阳离子烷基侧链的功能化54

4．2．2阴离子的功能化61

4．2．3双官能团的功能化离子液体63

4．3手性离子液体的制备64

4．3．1由手性原料制备含有手性阳离子的离子液体64

4．3．2由手性原料制备含有手性阴离子的离子液体66

4．3．3由非手性原料制备手性离子液体66

4．4有机离子液体的结构表征67

4．4．1离子液体结构分析67

4．4．2 X射线衍射70

4．4．3其他分析方法72

4．5本章小结72

参考文献72

第5章 配位离子液体和超分子离子液体制备与表征77

5．1配位离子液体和超分子离子液体的制备77

5．1．1使用手套箱合成法77

5．1．2乙醇回流法78

5．2配位离子液体和超分子离子液体的表征78

5．2．1物性的测定78

5．2．2结构的分析82

5．2．3电化学性质88

参考文献90

第三篇 离子液体的应用93

第6章 离子液体在有机合成中的应用93

6．1离子液体中的单步有机合成反应93

6．1．1 Friedel-Crafts反应93

6．1．2 N-烷基化反应95

6．1．3氧化反应95

6．1．4还原反应（氢化反应）97

6．1．5加成反应97

6．1．6 C—C键形成的反应98

6．1．7 Knoevenagel缩合反应100

6．1．8 Aldol缩合反应101

6．1．9亲核取代反应101

6．1．10氢甲酰化反应102

6．1．11酯化反应103

6．1．12硝化反应104

6．1．13聚合反应104

6．1．14重排反应105

6．2离子液体中的串联有机合成应用106

6．2．1两步反应106

6．2．2三步反应111

6．2．3三步以上反应111

6．2．4一锅三组分反应112

6．2．5一锅四组分反应114

参考文献115

第7章 离子液体在萃取分离中的应用120

7．1离子液体在萃取中的应用120

7．1．1离子液体在液-液萃取中的应用120

7．1．2离子液体萃取的机理124

7．1．3离子液体萃取的缺陷及克服方法127

7．2离子液体在液相微萃取中的应用128

7．3离子液体在固相微萃取中的应用129

7．4离子液体在超临界CO2萃取中的应用129

7．5离子液体在毛细管电泳中的应用130

7．5．1在非水毛细管电泳中的应用130

7．5．2在水相毛细管电泳中的应用130

7．5．3在胶束电动色谱中的应用131

7．6室温离子液体在液相色谱中的应用131

7．6．1作液相色谱流动相添加剂131

7．6．2作液相色谱固定相132

7．6．3作液相色谱样品前处理技术中的介质133

7．7室温离子液体在气相色谱中的应用133

7．8室温离子液体在质谱和光谱中的应用134

7．9结论与展望135

参考文献135

第8章 离子液体在电化学中的应用140

8．1离子液体的电化学窗口和离子电导率140

8．1．1离子液体的电化学窗口140

8．1．2离子液体的电导率142

8．2离子液体用作锂二次电池电解液的研究145

8．2．1普通离子液体145

8．2．2离子液体-聚合物电解质149

8．2．3配位离子液体150

8．3离子液体用作无汞电池电解液的研究151

8．4离子液体在染料敏化纳米薄膜太阳电池中的应用153

8．4．1离子液体作为DSSC液态电解质的应用研究153

8．4．2离子液体作为DSSC准固态和固态电解质的应用研究155

8．5离子液体在燃料电池中的应用157

8．6离子液体在电化学沉积中的应用159

8．6．1金属在离子液体中的电化学沉积159

8．6．2合金在离子液体中的电化学沉积162

8．6．3半导体材料在离子液体中的电化学沉积163

8．7离子液体用作有机电合成的研究164

8．7．1环状碳酸酯的电合成164

8．7．2电聚合反应165

8．7．3电解氟化和有机硅氧烷的合成165

8．8离子液体在化学传感器中的研究166

8．9结论与展望167

参考文献168

第9章 离子液体在纳米材料制备中的应用175

9．1离子液体在纳米无机物制备中的应用175

9．2离子液体在纳米金属氧化物及纳米金属制备中的应用177

9．2．1离子液体在纳米金属氧化物制备中的应用177

9．2．2离子液体在纳米金属制备中的应用177

9．3离子液体在特殊形貌的纳米材料制备中的应用182

9．3．1 TiO2中空微球的制备182

9．3．2锐钛矿型纳米晶体的合成及介孔球的自组装183

9．3．3不同形貌的纳米氧化锌的合成183

9．4离子液体在纳米材料功能化修饰中的应用185

9．5配位离子液体体系在纳米材料中的潜在应用189

9．5．1配位离子液体体系作为反应物和溶剂190

9．5．2配位离子液体体系作为修饰稳定剂191

参考文献191

第10章 离子液体在清洁燃料生产中的应用197

10．1离子液体在天然气净化中的应用197

10．1．1离子液体用于天然气CO2的吸收197

10．1．2离子液体用于天然气H2S的吸收198

10．2离子液体在制备燃油中的应用198

10．2．1离子液体对燃油中含硫化合物的萃取198

10．2．2离子液体脱除直馏柴油中碱性氮化物202

10．2．3离子液体改进汽油安定性的研究202

10．2．4离子液体在油品中脱酸的应用204

10．3离子液体在制备生物燃料中的应用204

10．4结论与展望205

参考文献206

第11章 离子液体在环境科学中的应用208

11．1离子液体的生物毒性研究208

11．1．1离子液体在分子和细胞水平的毒性研究208

11．1．2离子液体对微生物的毒性研究209

11．1．3离子液体对低等动物的毒性研究209

11．1．4离子液体对植物的毒性研究210

11．1．5离子液体对高等动物的毒性研究210

11．2离子液体的降解性研究210

11．2．1离子液体的降解性研究210

11．2．2几种低毒和易降解的离子液体设计211

11．3离子液体在污染物治理中的应用211

11．3．1离子液体在水污染治理中的应用212

11．3．2离子液体在固废处理中的应用213

11．3．3离子液体在气体污染治理中的应用214

11．4离子液体在环境监测中的应用215

11．4．1环境污染物样品制备215

11．4．2电化学传感器分析218

11．4．3其他分析应用219

11．5结论与展望219

参考文献220

第12章 离子液体在其他方面的应用224

12．1离子液体在催化科学领域的应用224

12．1．1固载化离子液体的制备225

12．1．2催化领域的应用229

12．2离子液体在纤维素研究中的应用233

12．2．1纤维素在离子液体中的溶解234

12．2．2纤维素在离子液体中的再生及功能化改性235

12．2．3纤维素／离子液体应用于生物酶催化反应236

12．3离子液体在能源元器件及分析仪器中的应用237

12．3．1离子液体在能源元器件中的应用237

12．3．2离子液体在分析仪器中的应用237

12．4离子液体在功能材料方面的应用238

12．5离子液体在香料工业中的应用240

12．6离子液体在石油化工与能源领域中的应用241

12．7离子液体在生物催化上的应用242

12．7．1生物催化的特点242

12．7．2离子液体在生物催化中的特点242

12．7．3离子液体在生物催化中的应用244

12．7．4生物催化反应中离子液体的回收与纯化246

参考文献247