简单谈谈离子液体的化学结构和物化性质

离子液体的性质本质上由其阴阳离子的化学结构和相互作用决定，因此探索离子结构和离子间相互作用是理解离子液体各种物理化学特性的基础。图1给出了一些典型离子液体中阳离子和阴离子的化学式结构。通常，离子液体的阳离子是一些较大的有机离子（图1a~c），阴离子是较小且具有较好对称结构的有机/无机离子（图1d）。离子液体一般按阳离子组成分为三类:非质子型（图1a）、质子型（图1b）和含金属型（图1c）。离子液体中的阴阳离子之间可以通过库仑力、偶极力、ππ作用、氢键、范德华力、空间位阻等相互作用，处于其他溶剂（如水）中的离子液体还可能受到疏水作用、溶剂化作用的影响。这些相互作用共同决定了离子液体独特的物理化学和电化学特性。

离子液体的液相温度范围由其玻璃化转变温度或熔点及热降解温度限定，依赖于阴阳离子尺寸、离子上碳链柔韧性及电荷分布等微观化学结构。离子液体的实际应用常常受到其高黏度导致的低传质效率的限制。阴阳离子间的库仑力和范德华力，以及离子的质量和形状都影响离子液体的黏度。一般而言，使用较大的阴阳离子、更长的烷基链或降低离子的带电量可以降低离子流过彼此的活化能，因而有效地降低离子液体的黏度。处于界面的离子液体也是众多实际应用中涉及的重要基本结构，如气体吸收中的气-液界面、萃取中的液-液界面和电化学中的固-液界面，实验测量表明，大多数离子液体的表面张力小于水的表面张力，且随着温度的升高和阳离子烷基链的增长而降低。