论文摘要：随着当今合成材料研究的深入发展，科学家发现溶剂对材料的合成影响很大，日常生活中的水也已经不再是唯一可选用的溶剂，有许多物质不仅能溶解在水中，也可以溶解在非水介质中，甚至溶解程度更好，而离子液体是现阶段用途较为广泛的非水介质之一。

关键词：室温熔融盐；离子液体；性质；晶体

1 室温熔融盐简介
　　1.1 室温熔融盐的概念
　　室温熔融盐是指一些物质是在室温或接近室温的时候虽然全部由离子组成但却呈液体状态，除此之外室温熔融盐也可称之为离子液体，因为它是由离子组成的室温下成液体的一种由有机的阳离子和无机阴离子组成[2]的低熔点化合物，目前还没有统一的名称，只是倾向于将其简称为离子液体。
　　1.2 室温熔融盐的种类
　　室温熔融盐作为离子化合物，其熔点较低的主要原因是因其结构中某些取代基的不对称使离子不能规则的堆积成晶体所致。根据组成它的有机阳离子进行分类主要分为季铵盐离子[NRXH4-X]+、季
　　盐离子[PRXH4-X]+、1，3-二烷基取代的咪唑盐离子或称N，N’-二烷基取代的咪唑离子，简记为[R1R3im]+，若2位上还有取代基R2，则简记为[R1R2R3im]+和吡咯盐离子[RPy]+等。根据组成它的无机阴离子进行分类主要分为卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。
　　目前所研究的离子液体中，阳离子主要以咪唑阳离子为主，阴离子主要以卤素离子和其它无机酸离子（如四氟硼酸根等）为主。据报道近几年来又合成了一系列新型的离子液体化合物。
　　1.3 室温熔融盐的性质
　　物质的性质多数是由自身的结构决定的，离子液体之所以在室温的条件下能以液体的形式存在与其结构的构成也是密不可分的。随着离子液体中阴阳离子的不同，离子液体的物理化学特性会发生较大的变化。可以根据需要合成不同特性的离子液体。
　　1.3.1熔点：离子液体的熔点的影响因素目前还不十分明确，一般而言主要与其阳离子和阴离子的组成密切相关，当阳离子相同时，阴离子集团越大，半径越大，与阳离子之间的作用力就越弱，物质的晶格能就越小，化合物的熔点低 。对于阳离子而言，一般随着阳离子对称性程度的提高、分子间作用力越强、阳离子或阴离子电荷分布越杂乱，离子液体的熔点也就越高。对于大多数的物质，混合物的熔点普遍要低于纯物质的熔点。例如NaCl的熔点为803℃，而50%LiCl和50%AlCl3（摩尔分数）组成的混合体系的熔点只有144℃。如果再进一步增大阳离子或阴离子的体积，或使其结构呈现不对称性，则更会削弱阴阳离子间的作用力，就可以得到室温条件下的液态离子化合物。
　　1.3.2 密度：离子液体的密度与其阴、阳离子密切相关。在阳离子相同的离子液体中，其密度主要由阴离子基团的体积以及配位能力决定，当阴离子具有庞大的体积但配位能力较弱时，离子液体的密度相对较高，这点可以通过比较含不同取代基的氯铝酸咪唑盐的密度证明，当阳离子相同，其密度会随着氯铝摩尔数的增加而增大。但在阴离子相同的离子液体中，阳离子上烷基链的长短决定其密度大小，如：在咪唑六氟磷酸盐离子液体中，其密度随着阳离子烷基链的增加而下降。

2 离子液体中的晶体合成
　　离子液体之所以能够作为有机反应代替溶剂是因为他们具有独特的、常规溶液所不能比拟的优点：（1）蒸气压极小；（2）对无机和有机材料表现出良好的溶解能力，可作为化学反应的溶剂或催化活化的载体；（3）不挥发、不可燃、毒性小；（4）可以通过改变组成，调节酸性和其他物理化学性质；（5）离子液体的热稳定性较好，熔点在-96～300℃，以液体存在的温度范围比较宽。因此离子液体被公认为是继超临界流体和双水相之后的第三种绿色溶剂。在作为反应介质的溶剂热技术在晶体材料和新材料的制备中是一种非常有价值的方法。
　　离子液体自身的物理性质和化学性质直接影响着材料的生成。
　　（1）溶解性：大多数离子液体具有良好的溶解性，能溶解大多数的无机物、有机物和聚合物等，这与其自身的阴、阳离子也是密不可分的。阳离子对离子液体的溶剂性影响是看阳离子的非极性，由于离子液体的阳离子多为有机物，当有机物侧链越大，离子的非极性也随之增大，物质的溶解性也会增大。阴离子对离子液体的溶解性的影响可由水在含不同阴离子的离子液体中的溶解性来证实如 [Bmim][CF3SO3]、[Bmim][CF3CO2]和[Bmim][C3F7CO2]与水是充分混溶的，而[Bmim][PF6]、[Bmim]（CF3SO2）2N]与水则形成两相混合物。大多数离子液体的介电常数超过一个特征极限值时，与有机溶剂是完全混溶的。
　　如[C10H8N2]3[PMo12O40]·3H3O晶体是以[Bmim]BF4作为反应的溶剂将（NH4）6Mo7O24·4H2O、bpy、H3PO4三种物质按一定比例与[Bmim]BF4进行混合。而该晶体在离子液体[Bmim]PF6、[Bmim]Br的条件下均没有得到相应产物，或者产物不稳定。这种物质中含有结晶水，当介质离子液体为[Bmim]Br和[Bmim]BF4的时候，两种离子液体均为为水溶性离子液体，虽然反应的溶剂为非水溶剂，但是反应物（NH4）6Mo7O24·4H2O为反应提供了可配位的水分子，通过离子液体为合成体系中的离子起到的运输作用，使该反应物与中心粒子发生配位，形成晶体。而当反应溶剂换为[Bmim]PF6时，该离子液体与水不互溶，不能为结晶水起到有效的传递作用，这就影响了晶体材料的结构。
　　（2）黏度：离子液体的黏度主要取决于组分间的范德华力和氢键的强弱。当阳离子相同时，阴离子的相对分子质量越大，相应离子键的范德华力越大，则离子液体的黏度越大。当阴离子相同时，阳离子的结构也会影响离子液体的黏度，当阳离子的侧链越短，离子的活性越强，相应的范德华力越弱，组成的离子液体的黏度也会降低。值得注意的是，离子液体的黏度对有机溶剂也很敏感，如果加入少量的有机溶剂，离子液体的黏度会明显降低。有些离子液体中虽然有很强的范德华力，但是其黏度并不大，这是因为其中有较弱的氢键将范德华力引起的黏度抵消了，离子液体中氢原子和一些电负性较大的原子之间有形成氢键的倾向，离子间的作用力较强，因此黏度也会增加，例如：当x（AlCl3）<0.5时，随着AlCl3的减少离子液体的黏度会随之增加，这是由于咪唑阳离子中氢原子和碱性氯离子之间形成氢键的结果。然而，当x（AlCl3）>0.5时，在酸性混合离子液体中，由于较大阴离子AlCl4-和Al2Cl7-等的存在，使形成的氢键较弱，黏度自然较低。
　　同时离子液体的极性和水之间有所差异，使得物质的溶解度及聚合度也发生了很大的变化。在合成该晶体用离子液体作为反应溶剂，在70℃下晶化24小时，与在水中相比晶体的生长周期较长，晶化时间变长，这是因为其黏度及对酸碱的缓冲能力比在水溶液中都大很多，而介电常数却比水小，虽然生长周期和晶化时间变长，但却有利于生成较大的单晶物质。另外离子液体的最大优点是由于有机溶剂所带的官能团不同，物质的熔沸点、黏度也有很大的差异，因此在合成路线、产物的结构及产物的成键能力上就会产生很大的差异，从而人们可以得到很多在水热合成法中无法得到的结构较为新颖的化合物。

3 结束语
　　以离子液体做为反应介质的溶剂在晶体工程中是一种非常有价值的方法。在新材料的合成中，有助于研究材料的性质和结构的关系以及合成机理并为揭示新规律提供一定的基础。

参考文献
　　[1]张所波，丁孟贤，高连勋.离子液体在有机反应中的应用[J].发表于  有机化学，2002，22（3）：1592163.