Způsob přípravy iontové kapaliny

Existuje mnoho druhů iontových kapalin. Změnou různých kombinací kationtů a aniontů lze navrhnout a syntetizovat různé iontové kapaliny. Pro syntézu iontových kapalin existují v zásadě dvě základní metody: přímá syntéza a dvoustupňová syntéza.

Přímá syntéza

Iontová kapalina se syntetizuje v jednom kroku acidobazickou neutralizační reakcí nebo kvartérní aminační reakcí, která je ekonomická a jednoduchá na provoz, nemá žádné vedlejší produkty a produkt se snadno čistí. Série tetrafluorboritanových iontových kapalin s různými kationty byla syntetizována acidobazickou neutralizační metodou, jako je Hlrao. Kromě toho lze v jednom kroku kvarternizační reakcí připravit různé iontové kapaliny, jako jsou halogenované 1-alkyl-3-methylimidazolové soli, halogenované pyridiniové soli atd.

Dvoustupňová syntéza

Přímou metodou je obtížné získat cílovou iontovou kapalinu a je třeba použít metodu dvoustupňové syntézy. Existuje mnoho aplikací pro přípravu iontových kapalin dvoustupňovou metodou. Příprava běžně používaných tetrafluorboritanových a hexafluorfosfátových iontových kapalin obvykle využívá dvoustupňový způsob. Nejprve se kvartérní aminační reakcí připraví halogenidová sůl obsahující cílový kationt; potom se cílový anion nahradí halogenovým iontem nebo se přidá Lewisova kyselina, aby se získala cílová iontová kapalina. Ve druhém kroku reakce, při použití kovové soli MY (běžně se používá AgY), HY nebo NH4Y, vysrážení Ag soli nebo aminové soli, se snadno odstraní plyn HX a přidá se silná protonová kyselina HY. Reakce vyžaduje podmínky míchání při nízké teplotě. Poté se několikrát promyje vodou, dokud není neutrální, iontová kapalina se extrahuje organickým rozpouštědlem a nakonec se organické rozpouštědlo odstraní ve vakuu, aby se získala čistá iontová kapalina. Zvláštní pozornost je věnována skutečnosti, že v procesu výměny X-(halogenových) aniontů s cílovým aniontem Y musí být reakce co nejúplnější, aby se zajistilo, že žádné x. anionty zůstávají v cílové iontové kapalině, protože čistota iontové kapaliny je rozhodující pro její charakterizaci. Charakterizace aplikací a fyzikálně-chemické vlastnosti jsou klíčové. Syntéza vysoce čistých binárních iontových kapalin se obvykle připravuje aniontovou výměnou pomocí iontoměničových pryskyřic v iontoměniči. Navíc přímou kombinací Lewisovy kyseliny (MY) s halogenidovými solemi lze připravit iontové kapaliny typu [kation][MnXny+l]. Například příprava chloraluminátových iontových kapalin využívá tuto metodu, jak je popsáno ve vlastnostech iontových kapalin. Kyselost iontové kapaliny lze upravit podle potřeby.