类离子液体与离子液体等概念的交互关系

除去离子液体外, 目前, 与类离子液体存在交互关系的概念还有: 低共熔离子液体(deep eutectic ionic liquids^[8], eutectic based ionic liquids^[9])、离子液体类似物、低共熔溶剂、天然低共熔溶剂(natural deep eutectic solvents^[10])、低共熔混合物(deep eutectic mixtures^[11])、共晶混合物(eutectic mixtures^[12])、低相变温度混合物(low transition temperature mixtures^[13])等. 上述概念命名原则不一, 或依据性能, 或依据组分, 这是产生混淆的主要原因. 本文引入类离子液体的概念, 并尝试依据各类体系组成的差异, 以期对上述概念加以区分. 不同概念的交互关系如图1所示.

上述概念可分为两大类: 离子液体和共晶体系(低共熔混合物、共晶混合物和低相变温度混合物). 共晶体系概念分为4层. 低共熔混合物、共晶混合物、低相变温度混合物的共同特征在于混合体系存在共晶点, 且组分比例处于共晶点, 其组分种类不限. 低共熔溶剂、离子液体类似物与上一层概念差异在于本层概念限定组分中必须存在离子型化合物. 类离子液体与上一层概念差异在于本层概念限定组分中存在中性配体分子. 天然低共熔溶剂除满足类离子液体的限定条件外, 其组分还必须为代谢产物及其衍生物, 可在环境中自然降解. 离子液体在液相状态下则全部由离子组成, 不存在中性分子, 阴阳离子种类数不限, 离子团簇中不存在中性配体分子. 离子液体与共晶体系、低共熔溶剂等概念的交汇区为低共熔离子液体, 其为两种及两种以上化合物的共晶混合体系, 同时体系全部由阴阳离子组成, 阴阳离子的种类数不限.

离子液体与低共熔溶剂、离子液体类似物的概念产生交叉, 研究人员从低共熔溶剂与离子液体具有相似性能的角度出发, 将其归为第三代功能性离子液体. 而低共熔溶剂中除去全部由离子型化合物组成的共晶体系符合离子液体的定义外, 其余体系均可能存在中性配体, 乃至中性游离分子, 并不符合严格的离子液体定义. 此外, 低共熔溶剂还将盐-水共晶体系纳入在内, 造成了概念的宽泛化, 这与Abbott等^[14]将低共熔溶剂等同于离子液体类似物及与离子液体性能相似的限定不符. 类离子液体概念的引入在于通过对体系中中性配体的限定, 将全离子型低共熔混合物和盐-水共晶体系排除在外, 可有效明确不同概念的覆盖范围, 避免概念之间的交叉和混淆.