Современное состояние и основные тенденции развития перспективных ионных жидкостей

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
55

ФИЗИКА. ХИМИЯ
2012. Вып. 1

Физическая химия

УДК 4.057+536.6+541.136+543.42(57)+544.275(537)+547.233.4(867)+661.77

М.В. Бурмистр, О.С. Свердликовская, О.М. Бурмистр, О.А. Феденко

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ 
ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Представлен обзор существующей патентной и научно-технической информации об различных аспектах получения и использования ионных жидкостей, даны общие сведения об исследовании их свойств. Проанализированы основные тенденции развития новых ионных жидкостей. Рассмотрены результаты исследований авторами 
перспективных ионных жидкостей на основе производных морфолина, оксирановых соединений в ГВУЗ «Украинский государственный химико-технологический университет».

Ключевые слова: ионная жидкость, четвертичная аммониевая соль, дичетвертичная аммониевая соль, полиионен, морфолин, ионная проводимость.

Внедрение в производство достижений науки и техники, появление новых технологий, энерге
тических источников связано с большими энергетическими затратами и загрязнением окружающей 
среды. Ионные жидкости частично могут решить эти проблемы.

Ионные жидкости – это огромный класс соединений, число которых лимитировано определен
ными составляющими ионами. Ионные жидкости известны еще с 1914 г., когда русский ученый 
П. Вальден получил первую ионную жидкость с температурой плавления 120С. Первая же публикация вышла в 1888 г., в которой сообщалось о получении этаноламмоний нитрата с температурой 
плавления 52–550С. С 1940 по 1980 гг. были синтезированы самые разные ионные жидкости. С 1990 
г. быстрыми темпами интерес к ним стал возрастать. Сейчас в литературе описано около 500 ионных 
жидкостей [1-3].

Ионные жидкости – низкотемпературные расплавы органических солей, состоящие из объем
ных органических катионов и неорганических или органических анионов [4].

Синтез и особенности реакций получения ионных жидкостей. Cуществуют три основных 

метода синтеза ионных жидкостей [1]:

1) реакция обмена между солью серебра, содержащей необходимый анион В–, и галогенпроиз
водным с необходимым катионом А+:

Ag+B– + A+Hal–  A+B–  + AgHal;
2) реакция кватернизации N-алкилгалогенпроизводного с галогенидами металла:
N+–AlkHal– + MHaln  =N+–AlkMHal–

n+1;

3) реакции ионного обмена на ионообменных смолах или глинах.
Особый интерес представляют методики синтеза, в которых не применяются галогенсодержа
щие соединения, в частности хлориды. Это объясняется тем, что хлориды ухудшают свойства ионных жидкостей в электрохимических процессах и в каталитических реакциях [3].

Синтез ионных жидкостей включает в себя стадию формирования катиона и обмена аниона. При
рода аниона влияет на следующие свойства ионных жидкостей: температуру плавления, термическую и 
электрохимическую стабильность, вязкость. Полярность, гидрофильность и гидрофобность ионных 
жидкостей можно оптимизировать путем соответствующего выбора пары катион/анион. Варьируя природой катиона и аниона, можем синтезировать ионные жидкости с заданными свойствами [5].

Характерные свойства ионных жидкостей. Большой интерес ионные жидкости вызывают 

благодаря своим свойствам:

– физическим;
– физико-химическим;
– электрохимическим;
– пластифицирующим и т.д.