1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的应用与有关研究

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.