离子液体在水中的溶解度:两面现象

离子液体是一种新型溶剂,由于不易燃、不挥发,常被称为“绿色”溶剂。因此,在寻找更好的环保工业过程中,它们是取代有毒、易燃和挥发的危险传统溶剂的一个有吸引力的选择。然而,即使是谨慎的工业协议也可能遭受对生物圈的不良泄漏,因此离子液体对环境的影响正在受到严格审查。此外,离子液体价格昂贵,因此对环境的任何损失都是一个沉重的负担(经济和环境问题)。

图1所示。离子液体在水中的溶解度随着高氯酸钠用量的增加而增加。

图1所示。离子液体在水中的溶解度随着高氯酸钠用量的增加而增加。

离子液体由两个电荷相反的实体组成,一个是阳离子,一个是阴离子。在大多数使用它们的工业过程中,它们将与水接触,由于这些带电物质的化学结构和性质,与水相互作用有利,因此两种离子液体实体的泄漏是不可避免的。人们一再假设,无论与离子液体接触的水相的成分如何,两种离子液体实体在水中的泄漏程度完全相同。因此,在测定离子液体在水中的溶解度之后,可以方便地通过简单地测量两种成分中的一种的量,大多数情况下是阳离子,作为评价离子液体潜在环境有害影响的开始。

我们已经表明,水的确切组成强烈地影响阴离子和阴离子的泄漏,它们永远不会相同,除非使用超纯水,这在工业应用中不是最常见的情况。特别是,即使添加少量的高氯酸钠,也会对阴离子的溶解度产生巨大的影响,如图1所示,阴离子的溶解度增加,而阳离子的溶解度同时降低。

这个结果有三个主要后果。首先,从分析的角度来看,离子液体阳离子和阴离子溶解度相同的简单假设没有得到证实,进一步的研究需要同时确定两者的溶解度,以得到离子液体泄漏的正确估计。其次,从工业的角度来看,在财务平衡中应考虑到两种离子液体组分的溶解度差异,因为根据离子液体的类型,阳离子或阴离子的成本较高,因此应考虑损失的差异。最后,从环境的角度来看,争取阳离子溶解度有限的新离子液体是不够的,认为阳离子的低溶解度涉及离子液体本身对环境的有限影响,因为,正如我们所展示的,同时,离子液体阳离子的溶解度可能非常高,因此可能对离子液体的一般毒性产生深远的影响。

玛丽亚·阿塔纳索娃,瓦尔杰里·马赞,伊莎贝尔·比拉德

出版

调节水-离子液体双相体系中离子液体组分的溶解度:Q-NMR研究。
阿塔纳索瓦M,马赞V,比拉德I。
chemphyscheme 2015年6月8日

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