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目录1

绪论1

第1章 离子液体的种类、性质和合成方法的一般描述10

1.1 离子液体的种类10

1.1.1 AlCl3型离子液体11

1.1.2 非AlCl3型离子液体16

1.1.3 其他特殊离子液体16

1.1.4 咪唑化学17

1.1.5 与离子液体有关的分子和离子的结构18

1.2 离子液体的性质20

1.2.1 离子液体适合作溶剂的特性20

1.2.2 离子液体的性质21

1.3 离子液体的合成方法27

1.3.1 两步法28

1.3.2 一步法29

参考文献33

第2章 各类离子液体的结构、性质和合成方法35

2.1 各类离子液体的结构、性质和合成方法（1999年及以前的研究）35

2.1.1 咪唑离子液体［emim］BF4、［emim］PF6、［emim］Br（I）的制法35

2.1.2 憎水的高电导咪唑离子液体37

2.1.3 4个［P1.1～4］NTf2盐41

2.1.4 一些咪唑离子液体的电化学性质43

2.1.5 ［Cnmim］BF4离子液体或液晶的相行为47

2.2.1 碳硼烷负离子的咪唑离子液体49

2.2.2 多元铵＋PO？离子液体49

2.2 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2000年发表49

的研究）49

2.2.3 由N杂环和HBF4用中和法制得的离子液体51

2.2.4 24个季铵NTf2盐53

2.2.5 离子液体［emim］OTf与［emim］NTf2及其混合物56

2.2.6 Cn［eimX］2（X＝Br，NTf2）10个离子液体或盐59

2.2.7 离子液体［Vim］BF4、［emim］BF4、［bPy］BF460

2.3 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2001年发表61

的研究）61

2.3.1 具有催化活性的［bmim］［Co（CO）4］离子液体61

2.3.2 8个负离子为N（CN）2的低黏度离子液体62

2.3.3 56个含醚键的咪唑离子液体或盐（BF4，PF6）的合成、颜色、抗静电性等性质63

2.3.4 P1nBF4（n＝1～4）离子液体66

2.3.5 10个［RRim］PF6对称离子液体66

液体的性质67

2.3.6 由［emim］、［bPy］与BF4、NTf2组成的离子67

2.3.7 用于萃取金属离子的取代基含S或N的咪唑PF66种69

离子液体69

2.3.8 一些对称、不对称铵盐和锍盐71

2.4 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2002年发表72

的研究）72

2.4.1 7种［N-烷基N-乙烯基-γ-丁内酰胺］与Br或BF4组成的离子液体72

2.4.2 小分子季铵与负离子［CF3SO2-N-OCCF3］形成的8种74

离子液体74

2.4.3 ［emim］F-2.3HF离子液体75

2.4.4 离子液体［Cnmim］F-2.3HF（n＝0～6）77

2.4.5 用离子液体［emim］F-2.3HF合成［emim］NbF6和78

［emim］TaF6离子液体78

2.4.7 含金的离子液体79

2.4.6 为吸收CO2而设计的［NH2 p-bim］BF4离子液体79

2.4.8 手性离子液体80

2.4.9 11个含—OH基和—O—键的咪唑离子液体及其性质81

2.4.10 用微波帮助合成离子液体（17种卤化物、3种AlCl3型、5种［Cnmim］BF4）84

2.4.11 用胺酸中和法合成离子液体（9种）及Zwitterionic型盐86

2.5 各类离子液体的结构、性质和合成方法（2003年发表的部分研究）88

2.5.1 3种离子液体［Cnmim］BF4（n＝2、3、4）的物理性质及其有机溶液的电化学性质88

2.5.2 离子液体［emim］InCl492

2.5.3 质子传导电解质——Brφosted酸碱离子液体-［im］-HNTf2系统92

参考文献96

第3章 离子液体的热力学性质及其在分离过程中的应用研究98

3.1 离子液体的热力学性质99

3.1.1 3个咪唑离子液体与水的汽液、液液平衡99

3.1.2 4个咪唑及吡啶离子液体的体积膨胀系数和等温压缩系数100

3.1.4 6种离子液体与CO2的高压相行为101

3.1.3 色谱法测定烃、醇、醚等在离子液体中的无限稀释活度系数101

3.2 气体的吸收分离102

3.2.1 9种气体在离子液体［bmim］PF6中的溶解度和102

热力学性质102

3.2.2 为回收CO2而设计的离子液体［NH2p-bim］BF4107

3.3 用超临界CO2从离子液体中萃取有机物108

3.3.1 20种溶质在［bmim］PF6中的溶解度以及用超临界108

CO2从中萃取这些溶质108

3.3.2 离子液体-有机物-CO2三元系的液-液-汽三相平衡113

3.3.3 离子液体／超临界CO2的应用进展115

3.4 用离子液体从水溶液中萃取有机物116

3.4.1 苯及其11种衍生物在离子液体［bmim］PF6／水间的分配系数117

系统的分配系数119

3.4.2 用离子液体［bmim］PF6、［omim］PF6从水溶液中萃取正丁醇119

3.4.3 用多元线性回归方法关联预测溶质在离子液体-水119

3.5 用离子液体萃取金属离子121

3.5.1 用离子液体为萃取相、冠醚为萃取剂从水溶液中121

萃取Sr（NO3）2121

3.5.2 为从水溶液中萃取金属离子而设计的离子液体的122

萃取行为122

3.5.3 用离子液体为萃取相，PAN、TAN及卤素、拟卤素124

离子等为萃取剂从水溶液中萃取过渡金属离子124

3.5.4 用离子液体为萃取相、3种冠醚为萃取剂从水溶液中萃取第Ⅰ、Ⅱ族金属离子126

3.6 离子液体在固定化液膜分离及透过蒸发中的应用128

3.6.1 离子液体在固定化液膜分离中的应用128

3.6.2 用透过蒸发法从离子液体中选择性分离溶质131

参考文献134

第4章 应用离子液体的绿色化学反应方法136

4.1 概述136

4.1.1 离子液体作为化学反应介质的优点136

4.1.2 以离子液体作为反应介质时反应系统的相态137

4.1.3 反应产物的分离与离子液体和催化剂的流失等问题138

4.2 固定化离子液体催化139

4.2.1 在硅胶或活性炭表面固定化离子液体催化芳烃的139

Friedel-Crafts酰化反应139

4.2.2 硅胶表面固定化离子液体催化的氢甲酰化反应140

4.2.3 高分子聚合物固定化离子液体催化加氢143

4.3 离子液体／超临界CO2催化反应146

4.3.1 离子液体／超临界CO2催化烯烃加氢和CO2加氢反应147

（tigic酸）的不对称加氢148

4.3.2 离子液体／超临界CO2催化顺式2-甲基-2-丁烯酸148

4.3.3 离子液体／压缩CO2催化苯乙烯与乙烯的加成反应150

（间歇方法与连续流程）150

4.3.4 离子液体／超临界CO2催化烯烃的氢甲酰化反应155

（间歇方法与连续流程）155

4.4 离子液体单相和离子液体／超临界CO2两相酶催化反应158

4.4.1 离子液体中外消旋（rac）-1-苯基乙醇的酶催化反应拆分159

4.4.2 离子液体／水混合溶剂中用固定化Baker s酵母160

还原酮160

4.4.3 合成离子液体时净化的改进及其在酶催化（1-苯基乙醇和葡萄糖）乙酰化反应中的应用161

4.4.4 在离子液体中酶催化脂肪族聚酯的合成和羟基的162

乙酰化反应162

4.4.5 离子液体／超临界CO2酶催化酰化反应（连续流程）162

连续流程）166

4.4.6 离子液体／超临界CO2酶催化酯交换反应（间歇与166

4.4.7 离子液体的物理性质对酶的活性和稳定性的影响167

4.5 微波加热与离子液体结合在化学反应中的应用168

4.5.1 微波加热的原理和应用于化学反应的特征169

4.5.2 微波与离子液体结合在化学反应中的应用研究170

4.6 把底物接枝到离子液体上的液相固定化法合成小分子有机物173

参考文献175

第5章 应用离子液体的各类化学反应178

5.1 以离子液体为介质的各类化学反应（加氢、聚合、裂解）178

5.1.1 加氢反应178

5.1.2 二聚、齐聚、聚合、共聚反应182

5.1.3 C—C、C—O键的裂解反应185

5.2.1 烷基化反应［包括Friedel-Crafts（F-C）烷基化反应］186

Diels-Alder反应）186

5.2 以离子液体为介质的各类化学反应（烷基化、酰化、186

5.2.2 Friedel-Crafts酰化反应188

5.2.3 Diels-Alder反应189

5.3 以离子液体为介质的各类化学反应（烯丙基化反应、190

加成反应）190

5.3.1 烯丙基化反应190

5.3.2 加成反应（包括环加成反应）191

5.3.3 炔烃的加成197

5.4 以离子液体为介质的各类化学反应（生成C—C键的一些198

人名反应）198

5.4.1 Heck反应198

5.4.2 Suzuki交叉偶合反应201

5.4.4 Mannich反应202

5.4.3 Wittig反应202

5.4.5 Biginelli反应204

5.4.6 Baylis-Hillman反应205

5.5 以离子液体为介质的各类化学反应（氢甲酰化、醛酮缩合、环氧化反应）206

5.5.1 氢甲酰化反应206

5.5.2 醛酮缩合反应209

5.5.3 烯烃的环氧化反应及环氧化物拆分211

5.6 以离子液体为介质的各类化学反应（生成C—O、C—S、214

C—N键的反应）214

5.6.1 生成C—O、C—S键的反应214

5.6.2 生成C—N键的反应216

5.7 以离子液体为介质的各类化学反应（氧化反应、还原反应与取代反应）218

5.7.1 氧化反应218

5.7.2 醛还原反应—在几种离子液体中用三丁基硼将醛还原为醇的反应220

5.7.3 取代反应221

5.8.1 氟化反应223

5.8 以离子液体为介质的各类化学反应（氟化反应、酯的合成反应与重排反应）223

5.8.2 合成酯的反应226

5.8.3 重排反应228

5.9 以离子液体为介质的各类化学反应（其他反应）229

5.9.1 在离子液体中三乙基硼诱导的自由基反应229

5.9.2 在离子液体［bmim］X中Ru催化的非共轭二烯烃的230

闭环反应230

5.9.3 离子液体中氟甲基化物的合成反应232

参考文献232

6.1.1 离子液体在一般二次电池中的应用——238

Al/［bPy］Cl-AlCl3/PAn电池238

6.1 离子液体在二次电池中的应用238

第6章 离子液体在电化学中的应用238

6.1.2 离子液体在Li离子二次电池中的应用240

6.2 离子液体在太阳电池中的应用243

6.2.1 色素增感太阳电池概述244

6.2.2 色素增感太阳电池举例246

6.3 离子液体在双电层电容器中的应用249

6.3.1 双电层电容器概述249

6.3.2 用离子液体凝胶为电解质的双电层电容器251

6.4 离子液体在金属的电沉积中的应用255

6.4.1 用离子液体［emim］Br-ZnBr2进行Zn的电沉积255

6.4.2 用离子液体［emim］Br进行Zn-Mg合金的电沉积261

6.4.3 在离子液体［emim］BF4中Ag的电化学行为263

6.4.4 用碱金属的溴（或碘）化物缓冲离子液体［emim］Cl-nAlCl3及其在碱金属电沉积中的应用267

6.4.5 电化学沉积金属概述269

6.5.1 离子液体中的电有机合成反应概述270

6.5 离子液体在电有机合成中的应用270

碳酸酯的合成274

6.5.2 CO2在离子液体中的电化学活化—温和条件下环状274

6.5.3 在离子液体中含有机卤化物的无催化和Ni催化的电还原偶合反应275

参考文献277

第7章 离子液体与高分子电解质280

7.1 离子液体与高分子聚合物电解质概述280

7.2 含离子液体的离子导电高分子281

7.2.1 高分子聚合物含浸离子液体281

7.2.2 在离子液体的有机溶液中加聚合物制成凝胶电解质—含离子液体的DNA膜285

7.2.3 单体在离子液体中聚合289

离子导电高分子290

7.3.1 离子液体单体［Vim］BF4的聚合物290

7.3 在单体分子上引入离子液体结构聚合得290

7.3.2 离子液体单体［eVim］NTf2及相关悬挂291

聚合物（NTf2亦记为TFSI）291

7.3.3 侧链上悬挂离子液体结构的聚合物293

7.3.4 在齐聚物分子两端引入离子液体结构296

参考文献296

第8章 离子液体的其他应用298

8.1 用离子液体溶解纤维素298

8.2 离子液体［bmim］PF6作为聚合物PMMA的增塑剂300

8.3 离子液体作为万能润滑剂303

8.4 离子液体在质谱中的应用306

8.5 离子液体作为色谱固定相及由此对离子液体的性质进行研究310

8.6 离子液体用于核废料的处理314

参考文献314