概述
1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐是一种对空气与水稳定的液体电解质化学物质,其分子式是C6H11BF4N2,分子量为197.97,部分物理数据如下:折光率n20D 1.413(lit.),沸点:>350℃(lit.),熔点:15℃(lit.)。
制备方法
以N-甲基咪唑,溴乙烷和四氟硼酸钠为原料,按照两步法可以制备离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF4)。实验考察了反应时间,温度,溶剂等对中间体[Emim]Br以及离子液体[Emim]BF4产率的影响,结果表明,反应物N-甲基咪唑与溴乙烷的摩尔比1:1.5,温度70℃,反应8 h,中间体产率为87.4%。中间体中加入等摩尔NaBF4,25℃下反应10h,离子液体产率为91.1%[1]。
应用
选择1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为GCr15钢/钢摩擦副的纯润滑剂,在保持频率和载荷不变的条件下,改变电流强度,在0A,1A,2A,3A,4A的电流强度下进行往复摩擦试验。实验结果表明,施加1A的电流能够有效减摩抗磨,摩擦磨损程度较小,说明1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐在电流条件下拥有良好的摩擦学性能[2]。
1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐还可应用于分析检测领域。1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体用于进行SEM-EDX检测之前,对绝缘样品进行导电处理。所进行的导电处理成本低廉,操作简单,这大大的扩大了SEM-EDX检测的适用范围。该报道创造性的将SSD附加到SEM-EDX分析装置上,在进行SEM-EDX检测的同时,进行绝缘样品的成分分析,从而增大了检测的精度和广度[3]。
有关研究
采用量子化学的从头算(abinitio)和密度泛函(DFT)方法,在6311++G计算水平上研究离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐在气相模型下的离子对结构。经振动分析得到离子对的红外谱,并利用自然键轨道(NBO)分析阴阳离子与离子对的电荷布居差异。计算结果表明,离子对中存在氢键等弱相互作用。运用Counterpoise方法消除基组重叠误差,得到阴阳离子间的相互作用能为346.78kJ/mol[4]。
采用电化学及红外伏吸法研究抗坏血酸(AA)在水溶液和离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)中的电化学行为。AA在EMIMBF4中与在水溶液中一样,不可逆氧化成脱氢抗坏血酸(DHAA)。现场红外光谱结果表明,DHAA在水中迅速发生水解反应,而在EMIMBF4中则较稳定。在EMIMBF4中,AA的羰基峰出现在1739cm-1处,DHAA的羰基峰出现在1785cm-1处,它们相比于游离态的羰基发生了红移。原因可能是AA和DHAA与EMIMBF4间易形成氢键,或者是AA自身形成了氢键,DHAA以二聚体的形态存在[5]。
参考文献
[1]郭峰,李宏颖,韩飞,等.1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Emim]BF4离子液体的制备和表征[J].应用化工, 2011, 40(12):4.DOI:10.3969/j.issn.1671-3206.2011.12.003.
[2]范思璇,张雅婷,许成瑶,等.1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐在不同电流强度下的载流摩擦磨损行为研究[J].化纤与纺织技术, 2022(001):051.
[3]泽龙.一种用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体作导电处理剂的SEM-EDX检测方法:CN201510169819.5[P].CN104792591A.
[4]刘坤辉,蒲敏,李会英,等.1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的量子化学研究[J].化学物理学报, 2005, 18(3):5.DOI:10.3969/j.issn.1674-0068.2005.03.009.
[5]闫玉丽,金葆康.红外伏吸法研究抗坏血酸在水溶液和离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的电化学行为[J].分析化学, 2009, 37(9):4.DOI:10.3321/j.issn:0253-3820.2009.09.023.