Iontové kapaliny

Iontová kapalina je tvořena slabou vodíkovou vazbou (C -- H … π) interakcí s organickými sloučeninami, jako jsou aromatické sloučeniny v odpadních vodách z ropných polí, aby se dostaly do iontových kapalin za vzniku kapalných inkluzních komplexů, které lze extrahovat z odpadní vody z ropných polí. 1-butyl-3-methylimidazoliumhexafluorfosfát[BMIM][PF6],1-hexyl-3-methylimidazolium]hexafluorfosfát),[HMimidazolium]hexafluorfosfát 1-oktyl-3-methylimidazolium hexafluorfosfát ([OMIM][PF6]), tyto iontové kapaliny mohou účinně čistit odpadní vody z ropných polí. A se zvýšením délky alkylového řetězce imidazolové skupiny se rychlost odstraňování CHSK z odpadních vod zvýšila na 80 %. Tyto iontové kapaliny lze také recyklovat.

Osamělý pár elektronů na atomech dusíku v iontových kapalinách je činí polárními. Hustota π elektronového oblaku thiofensulfidu v oleji je však vysoká. Po kontaktu iontové kapaliny s thiofensulfidem indukuje disperzní π vazba iontových kapalin polarizaci. Polarizovaná π vazba a velká π vazba imidazolového kruhu nebo pyridinového kruhu vytváří π-}π komplexační efekt, který zvyšuje sílu mezi iontovou kapalinou a aromatickým sulfidem. Tento jev umožňuje snadnou extrakci do iontové kapalné fáze. Aniont iontových kapalin může také tvořit "vrstvovou" strukturu a molekuly sulfidu mohou být vloženy do "vrstvové" struktury za účelem vytvoření inkluzního komplexu v kapalné fázi a dosažení účelu odsíření.

Iontové kapaliny mohou reagovat s vodou za vzniku kyselin, které působí na okyselení útvaru. Iontová kapalina 1,3-dialkylimidazol-AlCl3 a voda jsou vstřikovány do vrstvy a poté tvoří kyselinu, když se ve vrstvě dostanou do kontaktu. Většina kyseliny se dostane dále do útvaru, čímž se zpomalí okyselení útvaru. Je šetrný k životnímu prostředí, zabraňuje korozi způsobené kyselým kontaktem se zařízením.

Iontové kapaliny mohou snižovat mezipovrchové napětí emulze. Neutralizuje nabitý materiál v emulzi, snižuje elektrostatické odpuzování mezi kapkami vody a podporuje koalescenci kapiček vody. Mezi iontovou kapalinou a tuhým filmem vodních kapiček se tvoří vodíkové vazby. Mezitím je tuhý film nahrazen iontovými kapalinami a následně rozbit elektrostatickou interakcí. Tímto mechanismem jsou mezi rozptýlenými vodními kapkami vybudovány kanály, které zvětšují velikost vodních kapiček a mají tak deemulgační efekt.

Iontové kapaliny se syntetizují v jednom kroku prostřednictvím acid{0}}neutralizační reakce nebo kvartérní amonizační reakce, která je ekonomická a jednoduchá na provoz, nemá žádné vedlejší-produkty a produkt se snadno čistí. Hlrao a kol. syntetizoval řadu tetrafluoroboritanových iontových kapalin s různými kationty pomocí acid-bazické neutralizace. Kromě toho lze v jednom kroku pomocí kvarternizačních reakcí připravit různé iontové kapaliny, jako jsou halogenované 1-alkyl-3-methylimidazoliové soli, halogenované pyridiniové soli atd.

Je obtížné získat cílovou iontovou kapalinu přímou metodou a je třeba použít metodu dvou{0}}syntézy. Dvoustupňová metoda přípravy iontových kapalin má mnoho aplikací. Příprava běžně používaných tetrafluoroboritanových a hexafluorofosfátových iontových kapalin obvykle využívá dvou-krokovou metodu. Nejprve se kvarternizační reakcí připraví halogenidová sůl obsahující cílový kationt; pak se cílový anion použije k nahrazení halogenidového iontu nebo se přidá Lewisova kyselina, aby se získala cílová iontová kapalina. Ve druhém kroku reakce, kdy se použijí kovové soli MY (běžně používané jsou AgY), HY nebo NH4Y, se snadno odstraní vysrážení Ag soli nebo aminové soli a plyn HX a přidá se silná protonová kyselina HY. Reakce vyžaduje míchání při nízké teplotě. Poté se několikrát promyje vodou do neutrální reakce, extrahuje se iontová kapalina organickým rozpouštědlem a nakonec se organické rozpouštědlo odstraní ve vakuu, aby se získala čistá iontová kapalina.