文 献 综 述

1.1 研究背景

离子液体^［1,2］是20世纪90年代兴起的绿色化学，是从源头清除污染的一项措施，它为人类解决工业对于环境的污染，实现经济和社会可持续发展提供了有效手段。离子液体是熔点低于100℃的有机盐，又称室温熔盐，具有高热稳定性，可忽略地蒸气压，对极性及非极性物质的良好溶解性，是目前在化学工业中大量使用的有毒、易挥发的有机溶剂的理想替代品，有利于实现化工过程的绿色化。离子液体的研究受到科学界和产业界的高度重视，并得到了迅猛的发展。然而，大多数离子液体还存在一些缺点，如提纯困难、价格高昂、有毒、具有腐蚀性等，尽管药物专家建议从药品等本身昂贵、用量少的行业中寻求离子液体的发展，但这些缺陷依然限制了离子液体的大规模工业应用，人们试图寻找一种更为绿色、价格更为低廉的离子液体。本课题研究的低共熔溶剂就是一种更为绿色、廉价的离子液体。

低共熔溶剂通常是由一定化学计量比的季铵盐和氢键给体(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)组合而成的低共熔混合物。例如，化学计量比为1 /2的氯化胆/尿素低共熔溶剂，可表示为( HOCH2 CH2 N ( CH 3 ) 3 Cl^－#183; 2( NH 2 ) 2 CO)。近年来，随着研究的逐步深入，各种新型低共熔溶剂不断涌现。低共熔溶剂具有蒸气压低、低毒可降解、广泛的溶解性、电化学性能优异、容易得到且易于制备、反应产物分离简单等优点，在润滑、功能材料制备、电化学、有机合成、生物质催化转化等领域有广泛应用前景。

1.2 低共熔溶剂研究现状

1.2.1 国外研究现状

2003年英国莱斯特大学的Abbott等人^［3、4］第一次报道了季铵盐与酰胺类氢键供体形成的低共熔溶剂，他们发现当氯化胆碱与酰胺类化合物物质的量之比为1∶2时，低共熔物熔点最低，当氢键供体为尿素、甲基脲、1，3－二甲基脲、1，1－二甲基脲、乙酰胺、苯酰胺时，低共熔溶剂的熔点介于12～149℃之间。这种溶剂无毒性，可生物降解，且合成过程原子利用率达到100%，是一种新型的绿色溶剂^［4］。

随后Kareem^［5］等人使用甲基三苯基溴化磷与甘油、乙二醇、2，2，2－三氟乙酰胺制备低共熔溶剂，并测定了不同温度下的密度，他们发现低共熔溶剂的密度和温度呈线性关系。Tetsuya等^［6］研究了Cu 在氯化胆碱/尿素低共熔溶剂中的电沉积行为，证实Cu的3D成核过程介于瞬时成核和连续成核机理之间。再后来Hayyan等人^［7］使用季铵盐与生物柴油中的甘油形成低共熔溶剂来从生物柴油产品中抽提出甘油并探究了低共熔溶剂对生物柴油的比例和低共熔溶剂组成对分离过程效率的影响。这项分离技术已经在以棕榈油为原料生产的生物柴油上进行了试验，纯化后的生物柴油满足EN14214和ASTM D 6751标准对于生物柴油中甘油含量的规定。随后，使用甲基三苯基溴化磷盐的低共熔溶剂被用来纯化以棕榈油为原料生产的生物柴油中的甘油，同样取得了较好的效果^［8］。这项研究基本克服了将生物柴油应用于实际最严重的障碍之一：纯化过程。至此，低共熔溶剂的应用再次引起了工业界和学术界的广泛关注。

1.2.2国内研究现状

近年来，我国在低共熔溶剂的研究领域也有了较大的发展。北京化工大学的吴卫泽教授等^［9，10］研究了不同季铵盐(氯化胆碱、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵等)对由苯酚和甲苯(正己烷)组成的模拟油的分离过程，取得了较好的分离效果，苯酚的萃取率达到90%以上。他们还继续考察了氯化胆碱和酚类化合物形成的低共熔溶剂的物理性质如密度、黏度、等，为后续研究提供了基础性的参考数据^［11］。苯酚和季铵盐因为氢键缔合作用形成低共熔溶剂，从而从油相中分离出来。