Liquides ioniques
Une expérience riche
Avec des décennies d’expérience dans la recherche, la fabrication et la commercialisation de produits chimiques organiques, nous sommes devenus un fournisseur mondial de recherche, de développement et de fabrication de produits chimiques.
Équipe professionnelle
Genie Chemical dispose d'une équipe R&D hautement qualifiée de plus de 200 personnes.
Service à guichet unique-
Inspection qualité, contrôle de la production et-service après-vente, offrant un-service à guichet unique.
QC
Elle a obtenu la certification ISO 9001 et a mis en place un centre de tests dédié pour mettre en œuvre des normes strictes de contrôle de qualité à toutes les étapes du processus de production. Les inspecteurs de qualité surveillent de près le processus de production de chaque produit pour garantir la qualité du produit chimique final.
Qu'est-ce que les liquides ioniques
Les liquides ioniques font référence à des composés ioniques à l'état liquide, ou à des composés ioniques dont le point de fusion est inférieur à une certaine température. Les liquides ordinaires, tels que l’eau et l’essence, sont principalement composés de molécules électriquement neutres ; mais les liquides ioniques sont principalement composés d'ions chargés et de paires d'ions à courte durée de vie. Les liquides ioniques ont de nombreuses utilisations potentielles ; ce sont d'excellents solvants et peuvent agir comme espèces ionisantes. Les sels liquides à température ambiante sont particulièrement importants pour les applications de batteries.
Avantages des liquides ioniques
Les matériaux présentant les conductivités les plus élevées, le thiocyanate de 1-éthyl-3-méthylimi-dazolium et le dicyanamide présentaient les stabilités électrochimiques les plus faibles. Néanmoins, ces matériaux sont de bons candidats pour une utilisation dans toute application où une conductivité élevée combinée à une stabilité thermique et une non-volatilité est nécessaire, par exemple, l'iodure de 1-dodécyl-3-méthylimidazolium (produit n°. 18289) dans les cellules solaires sensibilisées aux colorants.
Les matériaux électrochimiquement les plus stables ayant de petites conductivités comparables (N-butyl-N-méthylpyrrolidinium bis(trifluorométhyl-sulfonyl)imide (produit n°. 40963), triéthylsulfonium bis(trifluorométhyl-sulfonyl)imide (produit n°. 08748), et N-méthyl-N-bis(trifluorométhylsulfonyl)imide de trioctylammonium (produit n°. 00797). Ces matériaux sont de bons électrolytes pour une utilisation dans les batteries3, les piles à combustible4, le dépôt de métaux5 et la synthèse électrochimique de nano-particules.6
Pour les applications où la conductivité et la stabilité électrochimique sont nécessaires (par exemple, supercondensateurs7 ou capteurs8), les liquides ioniques à base d'imidazolium-avec des anions stables (par exemple, tétrafluoroborate ou trifluorométhylsulfonate) sont les matériaux de choix.
Types de liquides ioniques
Liquides ioniques à température ambiante (RTIL)
Les liquides ioniques à température ambiante (RTIL) sont constitués de cations organiques volumineux et asymétriques tels que le 1-alkyl-3-méthylimidazolium, le 1-alkylpyridinium, le N-méthyl-N-alkylpyrrolidinium et les ions ammonium. Les cations phosphonium sont moins courants, mais offrent certaines propriétés avantageuses. Une large gamme d'anions est utilisée, allant des simples halogénures, qui souffrent généralement de points de fusion élevés, aux anions inorganiques tels que le tétrafluoroborate et l'hexafluorophosphate, et aux gros anions organiques comme le bistriflimide, le triflate ou le tosylate.
Liquides ioniques à basse température (inférieure à 130 K)
Des liquides ioniques à basse température (inférieures à 130 K) ont été proposés comme base fluide pour un télescope à miroir liquide rotatif de très grand diamètre basé sur la Lune de la Terre. Liquides ioniques polymérisés, poly(liquides ioniques) ou liquides ioniques polymères, tous abrégés en PIL est la forme polymère des liquides ioniques. Ils ont la moitié de l'ionicité des liquides ioniques puisqu'un ion est fixé sous forme de fragment polymère pour former une chaîne polymère.
Liquides ioniques magnétiques
Les liquides ioniques magnétiques peuvent être synthétisés en incorporant des éléments paramagnétiques dans des molécules de liquide ionique. Un exemple est le tétrachloroferrate de 1-butyl-3-méthylimidazolium.
Application de liquides ioniques
Application de liquides ioniques dans le traitement des eaux usées
Le liquide ionique est formé par une faible liaison hydrogène (C - H… π) interagissant avec des composés organiques tels que des composés aromatiques dans les eaux usées des champs pétrolifères pour les faire entrer dans des liquides ioniques pour former des complexes d'inclusion liquides, qui peuvent être extraits des eaux usées des champs pétrolifères . 1- hexafluorophosphate de butyl-3-méthylimidazolium [BMIM] [PF6], 1-hexyl-3-méthylimidazolium hexafluorophosphate ([HMIM] [PF6]), et Hexafluorophosphate de 1-octyl-3-méthylimidazolium ([OMIM][PF6]), ces liquides ioniques peuvent traiter efficacement les eaux usées des champs pétrolifères. Et avec l'augmentation de la longueur de la chaîne alkyle du groupe imidazole, le taux d'énergie d'élimination de la DCO des eaux usées a augmenté jusqu'à 80 %. Ces liquides ioniques peuvent également être recyclés.
Application de liquides ioniques en désulfuration
La paire isolée d’électrons sur les atomes d’azote dans les liquides ioniques les rend polaires. Cependant, la densité du nuage d’électrons π du sulfure de thiophène dans le pétrole est élevée. Après le contact du liquide ionique avec le sulfure de thiophène, la liaison π de dispersion des liquides ioniques induit une polarisation. La liaison π polarisée et la grande liaison π du cycle imidazole ou du cycle pyridine produisent un effet de complexation π-π, qui améliore la force entre le liquide ionique et le sulfure aromatique. Ce phénomène facilite son extraction dans la phase liquide ionique. L'anion des liquides ioniques peut également former une structure « d'empilement », et des molécules de sulfure peuvent être insérées dans la structure « d'empilement » pour former un complexe d'inclusion en phase liquide et atteindre l'objectif de désulfuration.
Application de liquides ioniques en acidification
Les liquides ioniques peuvent réagir avec l’eau pour produire des acides qui acidifient la formation. Le liquide ionique 1,3-dialkylimidazole-AlCl3 et l'eau sont injectés respectivement dans la strate puis forment de l'acide lorsqu'ils entrent en contact dans la strate. La majeure partie de l’acide pénétrera plus loin dans la formation, ralentissant ainsi son acidification. Il est respectueux de l’environnement et évite la corrosion causée par le contact acide avec l’équipement.
Application de liquides ioniques en désémulsification
Les liquides ioniques peuvent réduire la tension interfaciale de l'émulsion. Il neutralise le matériau chargé dans l'émulsion, réduisant ainsi la répulsion électrostatique entre les gouttelettes d'eau et favorisant la coalescence des gouttelettes d'eau. Des liaisons hydrogène se forment entre le liquide ionique et le film rigide de gouttelettes d'eau. Pendant ce temps, le film rigide est remplacé par des liquides ioniques et à son tour brisé par interaction électrostatique. Dans le cadre de ce mécanisme, des canaux sont construits entre les gouttelettes d'eau dispersées, ce qui augmente la taille des gouttelettes d'eau et joue ainsi un effet de désémulsification.
De nombreux liquides ioniques sont stables car, comme les espèces plus grandes et plus complexes, ils ont des forces intermoléculaires concurrentes qui conduisent à une sorte d'auto--assemblage. Autrement dit, les liquides ioniques sont souvent structurés à une échelle supramoléculaire mais toujours nanométrique ; les cations et les anions sont organisés en grappes, fils, couches ou réseaux bicontinus interpénétrés distincts, et ceux-ci comprennent des nanodomaines chimiquement distincts. Une IL peut non seulement avoir des régions cationiques et anioniques, mais également des régions polaires et non polaires. Il est important de noter que différents types de solutés peuvent se dissoudre ou être divisés en différents domaines. La nanostructure des IL est affectée par différents solutés et par la manière dont cela affecte la solubilité. Notre principal outil sera la diffraction des neutrons, qui nous permettra de déterminer expérimentalement la distribution et l'orientation relative de différentes espèces moléculaires et même de groupes fonctionnels individuels dans des coquilles de solvatation, et révèle également la nanostructure à plus longue -portée dans le liquide.
Quelles sont les caractéristiques des liquides ioniques
1. Ils sont incolores, inodores et n'ont presque aucune pression de vapeur, ce qui les rend utiles dans de nombreux systèmes à vide poussé tout en réduisant les problèmes de pollution environnementale causés par la volatilisation.
Haute stabilité thermique et chimique, capable de maintenir l’état liquide sur une large plage de températures, allant d’une température inférieure ou proche de la température ambiante à une température supérieure à 300 degrés Celsius.
2.Il est in-inflammable, non-toxique, n'a pas d'inflammabilité, pas de point d'inflammation, une grande capacité thermique et une faible viscosité.
3. Leur conductivité ionique élevée et leur tension de décomposition (également appelée fenêtre électrochimique) atteignent généralement 3 à 5 V, ce qui les rend très utiles comme électrolytes dans la recherche électrochimique.
4. Il a de fortes propriétés acides et super acides de Bronsted, Lewis et Franklin, et l'acidité et l'alcalinité peuvent être ajustées.
5. Il peut dissoudre la plupart des substances inorganiques, des complexes métalliques, des substances organiques et des matériaux polymères (à l'exception du polyéthylène, du PTFE ou du verre), et peut également dissoudre certains gaz, tels que H2, CO et O2.
6. Faible capacité de coordination, ce qui en fait des applications uniques en chimie de coordination.
7.Ils sont relativement bon marché et faciles à préparer, ce qui rend les liquides ioniques rentables-dans les applications industrielles.
8. Il est recyclable. Étant donné que la pression de vapeur est très faible et non -volatile, elle ne s'évaporera pas pendant l'utilisation et le stockage. Il est recyclable et élimine les composés organiques volatils.
Préparation de liquides ioniques
Synthèse directe
Les liquides ioniques sont synthétisés en une seule étape par une réaction de neutralisation acide-base ou une réaction d'ammonisation quaternaire, qui est économique et simple à mettre en œuvre, ne contient aucun sous-produit et le produit est facile à purifier. Hlrao et al. synthétisé une série de liquides ioniques tétrafluoroborate avec différents cations par méthode de neutralisation acide-base. De plus, divers liquides ioniques peuvent être préparés en une seule étape par le biais de réactions de quaternisation, tels que les sels halogénés de 1-alkyle 3-méthylimidazolium, les sels halogénés de pyridinium, etc.
Synthèse en deux-étapes
Il est difficile d'obtenir le liquide ionique cible par méthode directe et une méthode de synthèse en deux -étapes doit être utilisée. La méthode en deux-étapes de préparation de liquides ioniques a de nombreuses applications. La préparation de liquides ioniques de tétrafluoroborate et d'hexafluorophosphate couramment utilisés adopte généralement une méthode en deux-étapes. Tout d’abord, un sel halogénure contenant le cation cible est préparé par une réaction de quaternisation ; Ensuite, l'anion cible est utilisé pour remplacer l'ion halogénure ou de l'acide de Lewis est ajouté pour obtenir le liquide ionique cible. Dans la deuxième étape de la réaction, lorsque les sels métalliques MY (couramment utilisés sont AgY), HY ou NH4Y sont utilisés, la précipitation du sel Ag ou les sels d'amine et le gaz HX sont facilement éliminés et l'acide protonique fort HY est ajouté. La réaction nécessite une agitation à basse température. Ensuite, laver à l'eau plusieurs fois jusqu'à neutralité, extraire le liquide ionique avec un solvant organique, et enfin éliminer le solvant organique sous vide pour obtenir un liquide ionique pur.
Propriétés physiques et chimiques des liquides ioniques
Le point de fusion des liquides ioniques dépend de la force de leurs cristaux. Plus la symétrie de la structure est faible, plus la répartition des charges est uniforme ou plus la force intermoléculaire est faible, plus le point de fusion du liquide ionique est bas. Avec l'augmentation de la masse moléculaire relative, l'agrégation de charges ou la chaîne ramifiée alkyle, le point de fusion du liquide ionique sera plus élevé. Cependant, le point de fusion des liquides ioniques n’est pas directement lié à leurs applications fonctionnelles.
Les liquides ioniques sont essentiellement non-volatils ou ont une pression de vapeur nulle en raison de la présence d'interactions ioniques considérables en leur sein. Les fluides ioniques maintiennent une pression de vapeur assez faible même à des températures élevées, ce qui améliore leur tolérance aux environnements difficiles à haute teneur en sel et à haute température tels que les fluides de forage et le déplacement de pétrole.
La densité des liquides ioniques est significativement affectée par l'anion, et la densité diminue à mesure que les unités de chaîne carbonée anioniques augmentent. La densité de la plupart des liquides ioniques est supérieure à celle de l’eau, généralement comprise entre 1,0 et 1,6 g/cm3.
La viscosité des liquides ioniques est principalement déterminée par une combinaison de forces de Van der Waals, de liaisons hydrogène et d'interactions de forces de Coulomb. Plus la chaîne alkyle cationique est longue ou plus le volume d'anion est grand, plus la viscosité est grande. À mesure que la température augmente, la viscosité diminue. La plage de viscosité du liquide ionique à température ambiante est large, de 10 à 10 000 mPa·s. Ainsi, différents liquides ioniques peuvent moduler différentes propriétés rhéologiques des fluides de forage.
Notre usine
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