Chất lỏng ion là gì? Các công bố khoa học về Chất lỏng ion
Chất lỏng ion (Ionic liquid - IL) là muối có điểm nóng chảy dưới 100°C, có cấu trúc cation lớn và anion nhỏ. Chúng có độ nhớt cao, độ dẫn điện tốt, ít bay hơi, và ổn định nhiệt, hóa. Ứng dụng rộng rãi trong khoa học, công nghệ như dung môi cho phản ứng hóa học sạch, và thay thế dung dịch điện môi trong pin. Tuy vậy, việc sản xuất và ứng dụng gặp thách thức vì chi phí cao và độc hại. Chất lỏng ion vẫn có tiềm năng lớn trong phát triển công nghiệp và khoa học với hướng đi môi trường và vật liệu tiên tiến.
Giới thiệu về Chất Lỏng Ion
Chất lỏng ion, hay còn gọi là chất lỏng ion hóa lỏng (Ionic liquid - IL), là các muối với điểm nóng chảy thường dưới 100°C. Đặc điểm này giúp chúng trở thành một loại chất lỏng độc đáo với nhiều ứng dụng trong khoa học và công nghiệp. Khác với các muối thông thường như natri clorua (NaCl), các chất lỏng ion chủ yếu là các ion với kích thước lớn hơn và hình dạng không đối xứng.
Cấu Trúc và Tính Chất
Chất lỏng ion được hình thành từ cation hữu cơ lớn và anion hữu cơ hoặc vô cơ nhỏ hơn. Một số cation phổ biến bao gồm imidazolium, pyridinium, và ammonium, trong khi anion có thể là hexafluorophosphate, tetrafluoroborate hoặc bis(trifluoromethylsulfonyl)imide. Chính cấu trúc không đối xứng và sự linh động của các ion này làm giảm nhiệt độ nóng chảy của chúng.
Các đặc điểm nổi bật của chất lỏng ion bao gồm độ nhớt cao, độ dẫn điện tốt và áp suất hơi thấp. Chúng cũng thường có tính ổn định nhiệt và hóa tốt, ít bay hơi và không dễ cháy. Khả năng tan rộng cho phép chúng hòa tan tốt trong nhiều hợp chất, từ các hợp chất hữu cơ đến các phân tử vô cơ phức tạp.
Ứng Dụng trong Khoa Học và Công Nghệ
Các ứng dụng của chất lỏng ion rất đa dạng và đang ngày càng mở rộng trong các lĩnh vực nghiên cứu và công nghiệp. Trong hóa học, chúng được sử dụng làm dung môi cho các phản ứng hóa học sạch và tạo điều kiện cho các phản ứng ở nhiệt độ thấp. Trong công nghệ điện tử, chất lỏng ion đang dần thay thế các dung dịch điện môi truyền thống trong pin và tụ điện do khả năng chịu áp suất cao và nhiệt độ ổn định.
Chất lỏng ion cũng được nghiên cứu để ứng dụng trong việc tách chiết với các ion kim loại, làm tăng hiệu quả của quá trình tách chiết và giảm tác động môi trường. Sử dụng chất lỏng ion trong công nghệ xanh đang là một hướng đi mới, điển hình như việc tạo ra các chất xúc tác thân thiện với môi trường.
Thách Thức và Tiềm Năng Phát Triển
Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng việc sản xuất và ứng dụng chất lỏng ion cũng gặp một số thách thức. Giá thành sản xuất vẫn còn cao do quy trình tổng hợp phức tạp. Ngoài ra, một số chất lỏng ion có khả năng gây tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe vì tính độc hại của chúng vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.
Tuy vậy, với sự phát triển không ngừng của công nghệ và các cải tiến trong quy trình tổng hợp, chất lỏng ion vẫn có tiềm năng lớn trở thành các thành tố quan trọng trong các ngành công nghiệp và khoa học tương lai. Sự tìm kiếm và phát triển các chất lỏng ion mới, an toàn và hiệu quả hơn là một hướng đi đầy hứa hẹn.
Kết Luận
Chất lỏng ion là một dạng chất mang nhiều đặc tính độc đáo, vừa mở ra những cơ hội lớn trong nghiên cứu khoa học vừa đặt ra những thách thức cần giải quyết. Việc hiểu rõ và tận dụng tối đa các tính chất của chúng có thể dẫn đến những bước tiến quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ năng lượng tái tạo đến hóa học xanh và vật liệu tiên tiến.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "chất lỏng ion":
In Ảnh Phun Mực được coi là một công cụ sản xuất đa năng cho các ứng dụng trong chế tạo vật liệu ngoài vai trò truyền thống của nó trong đầu ra đồ họa và đánh dấu. Đặc điểm chung trong tất cả các ứng dụng này là việc dispenses (phân phối) và định vị chính xác khối lượng rất nhỏ của chất lỏng (1–100 picolit) trên một nền trước khi chuyển đổi thành dạng rắn. Việc áp dụng In Ảnh Phun Mực vào việc chế tạo cấu trúc cho các ứng dụng vật liệu kết cấu hoặc chức năng đòi hỏi phải hiểu cách các quá trình vật lý hoạt động trong quá trình in ảnh phun mực tương tác với các tính chất của các precursor chất lỏng được sử dụng. Ở đây, chúng tôi xem xét tình trạng hiện tại của việc hiểu biết về các cơ chế hình thành giọt và cách mà điều này định nghĩa các tính chất chất lỏng cần thiết cho một chất lỏng cụ thể có thể in được. Các tương tác giữa các giọt riêng lẻ và nền cũng như giữa các giọt liền kề là rất quan trọng trong việc xác định độ phân giải và độ chính xác của các đối tượng in. Độ phân giải của mẫu bị giới hạn bởi mức độ mà một giọt chất lỏng lan rộng trên một nền và cách mà sự lan rộng thay đổi khi các giọt liền kề chồng lấp lên nhau để hình thành các đặc điểm liên tục. Có ranh giới rõ ràng về chiều rộng của một đường liên tục in ấn, được xác định dựa trên các yếu tố vật liệu và quy trình. Các đặc điểm có độ phân giải tinh vi hơn có thể đạt được thông qua việc tạo mẫu và cấu trúc nền phù hợp trước khi in ấn, điều này là thiết yếu nếu các thiết bị bán dẫn polymer được chế tạo. Các góc tiếp xúc tiến và lùi thấp thúc đẩy độ ổn định của đường in nhưng cũng dễ bị phân tách chất tan hoặc “vết cà phê” khi khô.
Chúng tôi quan tâm đến lượng chất lỏng còn lại sau khi một giọt dịch chuyển trong một ống mao dẫn. Từ lâu, Taylor đã chỉ ra rằng đối với những chất lỏng có độ nhớt cao chuyển động với vận tốc nhỏ, độ dày lớp phim là một hàm tăng đơn điệu của số mao dẫn. Dữ liệu mới thu được với các chất lỏng có độ nhớt thấp được trình bày ở đây và so sánh với định luật của Taylor. Hai hiện tượng liên tiếp được quan sát: trên ngưỡng số mao dẫn, lớp phim dày hơn so với lớp phim của Taylor; ở vận tốc rất cao, định luật lắng đọng trở thành hàm giảm của vận tốc giọt. Cả hai hành vi này được phân tích nhờ vào các lập luận về tỷ số và được cho là hệ quả của tính quán tính.
Tính ổn định trong môi trường kiềm của 26 nhóm amoni bậc bốn khác nhau (QA) được nghiên cứu ở nhiệt độ lên đến 160 °C và nồng độ NaOH lên đến 10 mol L−1, với mục tiêu cung cấp cơ sở cho việc lựa chọn các nhóm chức cho màng trao đổi hydroxide trong tế bào nhiên liệu kiềm và các cation chất lỏng ion ổn định trong điều kiện kiềm. Hầu hết các QA đều thể hiện tính ổn định kiềm cao bất ngờ, ngoại trừ các cation thơm. Các proton beta được tìm thấy là ít nhạy cảm hơn với sự tấn công của nucleophile so với những gì trước đây đã đề xuất, trong khi sự có mặt của các nhóm benzyl, các nguyên tử dị thường gần đó, hoặc các loài hút electron khác thúc đẩy các phản ứng phân hủy một cách đáng kể. Các QA vòng chứng tỏ có tính ổn định đặc biệt, với 6-azonia-spiro[5.5]undecane dựa trên piperidine có thời gian bán hủy cao nhất trong các điều kiện đã chọn. Tính ổn định tuyệt đối và tương đối được trình bày trong đây trái ngược với dữ liệu trong tài liệu, và những khác biệt này được quy cho các ảnh hưởng của dung môi đối với quá trình phân hủy.
Mặc dù liệu pháp ba phương pháp với chất ức chế bơm proton, clarithromycin và amoxycillin hoặc metronidazole được chấp nhận rộng rãi nhất để điều trị nhiễm
Đánh giá liệu việc tăng thời gian liệu pháp ba phương pháp lên quá 7 ngày có cải thiện hiệu quả điều trị hay không.
Tiến hành tìm kiếm tài liệu một cách rộng rãi. Các báo cáo từ các thử nghiệm ngẫu nhiên so sánh các thời gian điều trị khác nhau đã được chọn. So sánh giữa các liệu pháp ngắn (7 ngày) và dài (10/14 ngày) đã được thực hiện, cũng như so sánh ba chiều của các liệu pháp 7 ngày với 10 ngày, 10 ngày với 14 ngày và 7 ngày với 14 ngày. Phân tích tổng hợp được thực hiện bằng phần mềm chia sẻ thông thường (Review Manager 4.0). Tỷ lệ Odds của Peto sử dụng mô hình phân tích cố định đã được tính toán cho từng so sánh.
Mười ba nghiên cứu đã được xác định. Các liệu pháp kéo dài từ 10 đến 14 ngày có kết quả tốt hơn so với thời gian 7 ngày. Trong những so sánh trực tiếp, chỉ các liệu pháp 14 ngày là vượt trội hơn đáng kể so với điều trị 7 ngày. Sự cải thiện về tỷ lệ chữa bệnh dao động từ 7 đến 9%. Các so sánh giữa 7 ngày với 10 ngày và 10 ngày với 14 ngày cũng cho thấy xu hướng không đáng kể về tỷ lệ chữa bệnh tốt hơn với liệu pháp dài hơn.
Liệu pháp ba phương pháp dựa trên chất ức chế bơm proton trong 14 ngày cho kết quả tốt hơn so với thời gian 7 ngày. Cần thêm dữ liệu để đánh giá các liệu pháp trong 10 ngày.
Dịch tễ học dựa trên nước thải (SBE) sử dụng phân tích nước thải để phát hiện và định lượng việc sử dụng ma túy trong một cộng đồng. Mặc dù SBE đã được áp dụng nhiều lần để ước lượng các loại ma túy bất hợp pháp cổ điển, chỉ có một vài nghiên cứu điều tra các chất gây nghiện mới (NPS). Các hợp chất này bắt chước các tác động của ma túy bất hợp pháp bằng cách giới thiệu những sửa đổi nhẹ đối với cấu trúc hóa học của các loại ma túy bị kiểm soát. Chúng tôi mô tả quy trình tối ưu hóa, xác nhận và ứng dụng một phương pháp phân tích sử dụng sắc ký lỏng ghép với phân tích khối lượng bằng phun điện tích dương (LC-ESI-MS/MS) để xác định bảy NPS trong nước thải: methoxetamine (MXE), butylone, ethylone, methylone, methiopropamine (MPA), 4-methoxymethamphetamine (PMMA) và 4-methoxyamphetamine (PMA). Quy trình chuẩn bị mẫu được thực hiện bằng cách sử dụng chiết xuất pha rắn (SPE) với các cartidge Oasis MCX. Việc phân tách LC được thực hiện trên một cột HILIC (150 x 3 mm, 5 µm) đảm bảo phân giải tốt cho các phân tích với thời gian chạy tổng cộng là 19 phút. Giới hạn định lượng thấp nhất (LLOQ) nằm trong khoảng từ 0,5 đến 5 ng/L cho tất cả các hợp chất. Phương pháp này đã được xác nhận bằng cách đánh giá các thông số sau: độ nhạy, độ chọn lọc, tính tuyến tính, độ chính xác, độ chính xác, tỷ lệ hồi phục và ảnh hưởng của ma trận. Phương pháp đã được áp dụng trên các mẫu nước thải thu thập từ các nhà máy xử lý nước thải ở Bỉ và Thụy Sĩ, nơi tất cả các hợp chất được điều tra đều được phát hiện, ngoại trừ MPA và PMA. Hơn nữa, sự hiện diện nhất quán của MXE đã được quan sát thấy trong hầu hết các mẫu nước thải với mức cao hơn LLOQ. Bản quyền © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
1-benzyl-3-methyl imidazolium hydrogen sulphate [bnmim][HSO4] được phát hiện là chất xúc tác hiệu quả cho phản ứng ngưng tụ của indole và các dẫn xuất với benzaldehyde dưới tác động của bức xạ vi sóng, với thời gian phản ứng ngắn hơn và năng suất cao hơn để tạo ra bis(indolyl) methanes.
Nghiên cứu hiện tại điều tra ảnh hưởng của tetraethyl ammonium tetrafluoroborate [TEA(BF4)] - chất lỏng ion (IL) đến điểm đục (CP) của các chất hoạt động bề mặt không ion sau trong dung dịch nước: ter-octylphenol ethoxylates với 9.5 và 4.5 nhóm oxit ethylene (viết tắt là TOPEO9.5 và TOPEO4.5, tương ứng), cetyl alcohol ethoxylate với 10 nhóm oxit ethylene (C16EO10), và sorbitan monolaurate và monooleate, cả hai đều có 20 nhóm oxit ethylene (SMLEO20 và SMOEO20, tương ứng) trong dung dịch nước. Các tham số nhiệt động lực học của các hỗn hợp này đã được tính toán ở các nồng độ IL khác nhau. CP của hầu hết các chất hoạt động bề mặt không ion được thử nghiệm đã tăng với sự gia tăng nồng độ IL, ngoại trừ C16EO10 mà điểm đục đã giảm. Độ hòa tan của một chất hoạt động bề mặt không ion chứa chuỗi hydrophilic polyoxyethylene (POE) được xem là tối đa tại CP, do đó các tham số nhiệt động lực học được tính toán ở cùng một nhiệt độ. Kết quả cho thấy năng lượng tự do Gibbs tiêu chuẩn (∆
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 10