离子液体在环境领域之应用-桃园大学校院产业环保技术服务团.PDF

103年度產服團講習會-清潔生產與回收再用技術及實務 離子液體在環境領域之應用 主講人：邵信 ※時間： 103年11月17日 (一), 1:50 pm-2:40 pm ※ 地點：元智大學二館R2115 ※ 主辦單位：桃園縣產服團 1 2014.11 內 容 何謂離子液體 環境應用  二氧化碳捕捉(CO2 capture)  燃料的脫硫 (desulfurization) 污染物的感測 (sensing) 污染物去除  光觸媒合成 電極複合材料合成 未來展望 2014.11 2 何謂離子液體  離子液體(ionic liquids, ILs)  室溫離子液體(Room temperature ionic liquids, RTIL)  深共熔溶劑(deep eutectic solvents, DES) 2014.11 離子液體(ILs)基本原理 • 傳統認知離子化合物是高熔點固體 ，離子之間有很強的交互作用 (interactions) ，使其構 成穩 定的晶格(lattices) ，若要將它們當作液態溶劑來用似乎有違常理。 • 事實上，長久以來就知道液態的鹽可用於一些金屬成分的萃取 ，如鈉、鎂和鋁等。鹽 是很好的溶劑 ，因為離子周圍有大的電位場 (potential fields) ，與許多溶質有很強的交 互作用力。把鹽放在紅酒的污漬上，鈉離子和氯離子可與紅酒中的單寧質 (tannins)結合 (coordinate) ，並停止它們與布料纖維的作用而去除。 • 將鹽用作溶劑上的主要障礙即為熔點 。離子成分的熔點與晶格的 enthalpy有關，換言之 與離子的大小和電荷有關，亦即較大的離子和較小的電荷，其斷開離子鍵所需的能量 較低。所以，四級胺基 quaternary ammonium groups (R4N+)的有機陽離子其晶格能 (lattice energies)較低，也因此比鹼金屬相似物 (alkali metal analogues)的熔點低。例如 ，tetrabutylammonium bromide的熔點為 104℃，而NaBr的熔點為 747℃ • 離子的對稱性(symmetry也很重要：) 非對稱性的離子較難置入晶格中，因此晶格能和 熔點亦較低。所以合成低熔點的鹽類或離子液體，大多使用較大的陰離子 如 - - - - (F CSO ) N 、BF 、PF 和 F CSO ，以及較大的 陽離子如 butylmethyl 3 2 2 4 6 3 3 imidazolium和 butyl pyridinium 。 /Education/EiC/issues/2005_Jan/salty.asp 2014.11 離子液體(ILs)的 分類 • On the basis of their composition, ionic liquids come in different classes that basically include aprotic, protic and zwitterionic