被譽為“綠色催化劑”的新材料離子液體，是“未來的溶劑”！

離子液體是低溫或室溫熔融鹽，可作為綠色催化劑和溶劑，實際應用時可根據使用條件設計合成出具備特殊功能的離子液體新材料，因此被稱為“未來的溶劑”。離子液體（Ionic Liquid）又稱室溫離子液體、室溫熔融鹽或有機離子液體等，是由有機陽離子和無機陰離子組成，在100℃以下呈液體狀態的鹽類。大多數離子液體在室溫或接近室溫的條件下呈液體狀態，并且在水中具有一定程度的穩定性。

由于有機陽離子與無機陰離子的多樣性，通過改變配比組合可設計合成出具備特殊功能的離子液體新材料，因此被稱為“未來的溶劑”。離子液體無味、不支持燃燒、蒸汽壓小且很難揮發、易回收，在工業使用中無有害氣體產生，是傳統有機溶劑的良好替代品。與傳統常規溶劑相比在熱穩定性、導電性方面具有獨特的優勢。

離子液體的應用領域

離子液體作為一種新型的綠色環保溶劑，具有各種有利特征，如低熔點、低蒸汽壓、可設計性等，在各領域備受關注。但其應用仍需要完整的物性和結構方面的參數，但目前這方面的積累還不充分，一定程度上限制了離子液體的進一步開發和應用。雖然離子液體的研究和應用展示出了誘人的應用前景，但要大規模的取代傳統有機溶劑，尚需做許多工作， 尤其是缺乏它們的熱力學數據、動力學數據以及相應的熱動力學模型。我們相信離子液體在有機合成中會有越來越重要的地位。石油產品脫硫、核污染廢料處理、潤滑材料、太陽能工業、電池材料、人造肌肉…

 

離子液體的發展歷程

離子液體步入正軌

1914年，Walden首先發現熔點在12℃的硝酸乙基銨(EtNH3)NO3離子液體

1948年，Hurley等人報道了第一代氯鋁酸鹽離子液體系

1976年，基于N-烷基吡啶的氯鋁酸鹽的室溫離子液體被重新合成，為離子液體在電化學、有機合成、催化等領域的應用初步奠定了基礎

1992年，抗水性、穩定性強的1－乙基－3－甲基咪唑四氟硼酸鹽（bmim[BF4]）被合成，此后離子液體的研究步入正軌

1996年，N (CF3SO2) 2-的咪唑類離子液體被合成, 具有對水穩定，不溶于水，還兼具低熔點、低粘度、高導電率、高熱穩定性等優點

20世紀80年代，1,3-二烷基咪唑鹽類離子液體被合成，大大擴展了離子液體的范圍

 

離子液體是綠色可持續發展的新工藝

2003年，BASF開發出基于離子液體的BASIL工藝，陸續推進離子液體產業化進程

2005年，Bicak等發現了2－羥基乙銨甲酸鹽，這種離子液體具有極低的熔點，室溫時有很高的離子電導率以及高可極化度，能溶解多種無機鹽

2019年，牛津大學Henry J. Snaith等人的研究成果表明，咪唑基離子液體可以提高FACsMA基鈣鈦礦器件性能

2020年，中科院過程所離子液體研究團隊在離子液體法分離回收氨氣取得進展，實現氨氣的分離與資源化利用，而且無污染物排放，是一種綠色可持續發展的新工藝

21世紀初，功能化成為離子液體的研究方向，根據所需要的物理性質，化學性質，可以在離子液體中嫁接一些功能化基團以適應所需的功能化需要。

離子液體行業發展趨勢

新興行業，具有環保嚴苛、規?；a技術等準入門檻，離子液體相對來說屬于新興行業，市場打開后會有較多進入者，環保要求的嚴格可限制部分企業進入，而產品本身對技術、規?；a的能力亦能限制很多企業的進入。

市場處于培育階段，大部分應用市場待開發，離子液體市場被國際巨頭把控，且不直接對外銷售，國內企業暫不具備大規模量產能力，市場處于培育階段，大部分應用市場待開發，對企業的研發投入以及技術迭代要求較高。

 

離子液體市場規模預測

據Research的統計及預測數據顯示，2020年全球離子液體市場約為3250萬美元，預計到2027年將達到5540萬美元，2020-2027年的復合年增長率為7.9％。

主要研究單位/公司

國內：浙江藍德、萱嘉集團、林州科能、惠州艾利榮、河南利華、蕪湖華仁、中科院過程所、浙江大學…

國外：BASF、Solvay、Merck、Solvionic、Evonik、IOLITEC GmbH，Chemours，Proionic、Sk Chem…

ps：以上排名不分先后，名稱均為簡稱

離子液體的應用案例

有機合成：中科院過程所開發的2萬噸/年替代劇毒氫氰酸的異丁烯生產甲基丙烯酸甲酯（MMA）…

工業催化：中科院過程所開發的20 萬噸/年離子液體協同催化烷基化生產汽油添加劑、3 萬噸/年離子液體催化 CO2 轉化合成 DMC/EG…

電解液：新型離子液體鋰電池電解液…

 

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