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用于吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器的新的工作物對(duì)的制作方法

文檔序號(hào):3731391閱讀:203來源:國(guó)知局
專利名稱:用于吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器的新的工作物對(duì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器的新的工作物對(duì)。
吸收回路通常在加熱和冷卻以及熱回收中提供合理利用能量的優(yōu)異機(jī)會(huì),以及僅需要最小量的高級(jí)電能輸入用于液泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。
這種技術(shù)的特別實(shí)際和前瞻性應(yīng)用是在依靠可再生類型能量,例如太陽能或地?zé)崮艿慕ㄖ锏目諝庹{(diào)節(jié)中,以及在使用或回收許多工業(yè)過程中的廢熱中。
兩種變型的回路之間可能產(chǎn)生差別1.吸收式熱泵(AHP)和吸收式制冷機(jī)(ARM)在這種工藝方案中,以相對(duì)的高溫水平(驅(qū)動(dòng)熱量)向循環(huán)過程提供熱量,以中溫水平(加熱熱量)釋放熱量,以及以低溫水平從環(huán)境吸收熱量(環(huán)境的冷卻)。
AHP和ARM僅差別在于從環(huán)境吸收熱量以及由此在環(huán)境中發(fā)生冷卻,即制“冷”時(shí)的溫度水平不同。
2.吸收式熱轉(zhuǎn)換器(AHT)在這種工藝方案中,在中溫水平得到的熱量被引入循環(huán)過程,其部分轉(zhuǎn)化為高溫水平并以有用熱的形式釋放。提供的熱量的其它部分以低溫水平釋放到環(huán)境中。
吸收過程的典型溫度水平如下-高溫80至150℃-中溫50至80℃-低溫-20至20℃(僅在AHP的情況下溫度低于0℃)熱量轉(zhuǎn)化的吸收過程已是公知的,并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化超過100年(例如US 3,638,452、US 3,626,716、DE 101 003 95)。盡管如此,這種技術(shù)至今仍未得到廣泛應(yīng)用,人們大力研發(fā)合理使用能源的實(shí)用方法,特別是在加大探討能源和環(huán)境問題的范圍內(nèi)。
這種情況的主要原因是缺乏用于這種工藝類型的在技術(shù)上有效、安全以及在操作上可靠的工作物對(duì)(揮發(fā)性工作物-吸收介質(zhì))。
在許多研究論文中,已經(jīng)多次探討新的可行的工作物對(duì),并且已經(jīng)使用測(cè)定的混合數(shù)據(jù)對(duì)工藝加以模型化和模擬(參見D.Seher,F(xiàn)orschungsberichte des Deutschen Klte-und Klimatechnischen Vereins,第16期,1985;R.Hengerer,Dissertation Universltt Stuttgart,1991;A.O.Genssle,F(xiàn)ortschritt-Berichte VDI,第19系列,第130期,VDI Verlag2001;A.D.Lucas等人,Int.Journalof Refrigeration(國(guó)際制冷雜志)27(2004)324-330)。
根據(jù)上述參考文獻(xiàn),用于吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器的最佳工作物對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)可以如下制定-無毒并且無爆炸性-高達(dá)約150℃下耐化學(xué)性-工作介質(zhì),例如水的汽化焓高-吸收介質(zhì)中工作介質(zhì)的溶解度高-在溶解于吸收介質(zhì)中時(shí),工作介質(zhì)的蒸汽壓降顯著-吸收介質(zhì)的低蒸氣壓趨于零-工作介質(zhì)和吸收介質(zhì)的混溶性非常徹底-工作介質(zhì)以及吸收介質(zhì)的導(dǎo)熱性良好-吸收介質(zhì)以及工作介質(zhì)與吸收介質(zhì)的混合物的粘度低-工作介質(zhì)和吸收介質(zhì)都不能是腐蝕性的。
最后,如今不得不確定只有兩種體系(工作物對(duì))用于吸收設(shè)備的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn),即溴化鋰/水以及氨/水,后者主要用于ARM中。由于技術(shù)、生態(tài)學(xué)或安全原因,迄今已經(jīng)否決了已研究的包含有機(jī)組分的所有物質(zhì)對(duì)。
但是,主要使用的兩種體系具有嚴(yán)重缺點(diǎn)。
因此,在氨/水體系的情況下,由于吸收介質(zhì)水的揮發(fā)性,因此在吸收回路中需要一個(gè)精餾器,以便實(shí)現(xiàn)兩種物質(zhì)的幾乎完全分離,這樣使得工藝的總效率降低。另外,冷凝氨所需的壓力較高,使得設(shè)備必須設(shè)計(jì)成能承受適當(dāng)?shù)膲毫Α?br> 類似于包含無機(jī)鹽的所有體系,工作物對(duì)溴化鋰/水具有一個(gè)明顯的混溶性區(qū)。如果低溫水平過低,鹽可能從溶液中結(jié)晶,并且由于阻塞管線、閥門和泵而使損壞設(shè)備。為了避免這一點(diǎn),僅從溶液中移除少量水,以使溴化鋰的濃度不會(huì)升高的太多。結(jié)果,脫氣范圍減少,結(jié)果使設(shè)備效率下降。除這一影響之外,設(shè)備性能由于必須以吸收介質(zhì)的溶劑形式在汽提器和吸收器之間輸送和冷卻相對(duì)大量的水而被進(jìn)一步降低。另外,濃縮的溴化鋰水溶液在高溫下是高度腐蝕性的,其迫使使用特殊的結(jié)構(gòu)材料。A.D.Lucas等人(Int.Journalof Refrigeration 27(2004)324-330)因此提出使用溴化鋰和甲酸鉀的混鹽,以減少這些問題。但是,用這種方法只可以在窄限度內(nèi)緩解所述問題。該體系也尚未中工業(yè)中建立。
迄今研究的工作物對(duì)的缺點(diǎn)主要是工作物在吸收介質(zhì)中的吸收性不良,工作物與吸收介質(zhì)混溶性不徹底,以及吸收介質(zhì)的揮發(fā)性。另外,在很多情況下在結(jié)構(gòu)材料上發(fā)生嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象,使得更加難以使用這些工作物。
本發(fā)明的一個(gè)目的是找到適合用于吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和/或熱變換器,并且沒有所述缺點(diǎn)的工作物對(duì)。
另一個(gè)目的是找到一種吸收介質(zhì),其具有的蒸氣壓足夠低以避免物質(zhì)分離的問題,在預(yù)期溫度下穩(wěn)定,具有與工作物,例如水或氨的無限混溶性,以及可以以合適方式吸收工作物。另外,有利的是找到一種吸收介質(zhì),其在研究的整個(gè)溫度范圍內(nèi)為液態(tài),以避免結(jié)晶問題以及能夠移出和使用存在于吸收介質(zhì)中的全部工作物,例如水或氨。
自二十世紀(jì)四十年代末以來,已經(jīng)知曉離子液體。這些是鹽熔體,其在室溫以及低于室溫的溫度下優(yōu)選為液體,并且代表一種新的具有非分子的離子特性的溶劑類型。區(qū)別于已知鹽熔體的離子液體的通常限定為熔點(diǎn)低于80℃。為了該目的,其它參考文獻(xiàn)提出熔點(diǎn)低于室溫。對(duì)本專利申請(qǐng)而言,離子液體為處于純態(tài)的鹽,具有低于80℃,優(yōu)選低于室溫的熔點(diǎn)。
產(chǎn)生離子液體的典型陽離子/陰離子組合為例如二烷基咪唑、吡啶、銨和磷與鹵離子、四氟硼酸根、甲基硫酸根。另外,可以設(shè)想產(chǎn)生低熔點(diǎn)鹽的陽離子和陰離子的許多其它組合。
該類物質(zhì)具有以下性能-對(duì)許多物質(zhì)的溶劑性能良好-幾乎沒有蒸氣壓(因此不形成共沸物)-不可燃性-60℃至400℃的寬液相范圍離子液體、其制備、性能和用途的綜述可以例如得自Ionic Liquids inSynthesis(合成中的離子液體),P.Wasserscheid,T.Welton(編輯),Wiley;Green Industrial Applications on ionic Liquids(離子液體的綠色工業(yè)應(yīng)用)(NATO Science Series.li.Mathematics,Physics and Chemistry,92);Robin D.Rogers(編輯)的Ionic Liquids(離子液體)“綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用”(ACS Symposium Series,818)。
現(xiàn)在已經(jīng)得到包含工作物和離子液體的工作物對(duì)。此外,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)離子液體可以在吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器中用作吸收介質(zhì)。本發(fā)明也涉及包含工作物和離子液體作為工作物對(duì)的吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器。
工作物對(duì)包含A)工作物;B)離子液體。
對(duì)本發(fā)明而言,離子液體優(yōu)選為如下通式I、II、III的鹽或其混合物;B1)[A]n+[Y]n-(I)其中n為1、2、3或4,[A]+為季銨陽離子、氧陽離子、锍陽離子或磷陽離子,以及[Y]n-為一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)或四價(jià)陰離子;B2)如下通式(II)的混鹽[A1]+[A2]+[Y]2-(IIa);+[A2]+[A3]+[Y]3-(IIb);或[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]4-(IIc),其中[A1]+、[A2]+、[A3]+和[A4]+獨(dú)立地選自為[A]+所述的基團(tuán),以及[Y]n-如在B1)下所定義;或B3)如下通式(III)的混鹽[A1]+[A2]+[A3]+[M1]+[Y]4-(IIIa);[A1]+[A2]+[M1]+[M2]+[Y]4-(IIIb);[A1]+[M1]+[M2]+[M3]+[Y]4-(IIIc);[A1]+[A2]+[M1]+[Y]3-(IIId);[A1]+[M1]+[M2]+[Y]3-(IIIe);[A1]+[M1]+[Y]2-(IIIf);[A1]+[A2]+[M4]2+[Y]4-(IIIg);[A1]+[M1]+[M4]2+[Y]4-(IIIh);[A1]+[M5]3+[Y]4-(IIIi);或[A1]+[M4]2+[Y]3-(IIIj)其中[A1]+、[A2]+和[A3]+獨(dú)立地選自為[A]+所述的基團(tuán),[Y]n-如在B1)下所定義,[M1]+、[M2]+、[M3]+為一價(jià)金屬陽離子,[M4]2+為二價(jià)金屬陽離子,以及[M5]3+為三價(jià)金屬陽離子;上述鹽具有≤180℃的熔點(diǎn)。
對(duì)本發(fā)明而言,工作物為其汽化焓≥400KJ/kg的有機(jī)或無機(jī)液體,優(yōu)選為水、氨、甲醇或含氯氟烴,例如氟利昂、氟利根。
在此,優(yōu)選工作物為例如水、甲醇或氨,特別是氨。
該離子液體優(yōu)選熔點(diǎn)≤150℃;特別是≤80℃。
在另外的優(yōu)選實(shí)施方案中,離子液體的熔點(diǎn)為-50℃至150℃,特別為-20℃至120℃。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,離子液體的熔點(diǎn)≤80℃,特別是≤室溫。
優(yōu)選的是其中陽離子[A]+優(yōu)選為通常包括1至5個(gè)、優(yōu)選1至3個(gè)、特別優(yōu)選1或2個(gè)氮原子的季銨陽離子的離子液體。
適合的陽離子例如是如下通式(IVa)至(IVw)的陽離子以及包含這些結(jié)構(gòu)的低聚物
此外,適合的陽離子為如下通式(IVx)的磷陽離子以及包含該結(jié)構(gòu)的低聚物 在上述式(IVa)至(IVx)中,●基團(tuán)R為具有1至20個(gè)碳原子的含碳有機(jī)、飽和或不飽和、無環(huán)或環(huán)狀、脂族、芳族或芳脂族基團(tuán),并且可以是未取代的或由1至5個(gè)雜原子或官能團(tuán)插入或取代;以及●基團(tuán)R1至R9各自彼此獨(dú)立地為氫、磺基或具有1至20個(gè)碳原子的含碳有機(jī)、飽和或不飽和、無環(huán)或環(huán)狀、脂族、芳族或芳脂族基團(tuán),并且可以是未取代的或由1至5個(gè)雜原子或官能團(tuán)插入或取代的,其中在上述式(IV)中,連接到碳原子(而非雜原子)上的基團(tuán)R1至R9可以另外為鹵素或官能團(tuán);或來自R1至R9的兩個(gè)相鄰基團(tuán)也可以一起形成具有1至30個(gè)碳原子的二價(jià)含碳有機(jī)、飽和或不飽和、無環(huán)或環(huán)狀、脂族、芳族或芳脂族基團(tuán),并且可以是未取代的或由1至5個(gè)雜原子或官能團(tuán)插入或取代。
在基團(tuán)R以及R1至R9的定義中,可能的雜原子原則上是能夠在形式上替代-CH2-、-CH=、-C≡或=C=的全部雜原子。如果含碳基團(tuán)包含雜原子,那么優(yōu)選氧、氮、硫、磷和硅。特別是-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR′-、-N=、-PR′-、-POR′-和-SiR′2-是優(yōu)選的基團(tuán),其中基團(tuán)R′為含碳基團(tuán)的其余部分。在其中基團(tuán)R1至R9連接到上述式(IV)中的碳原子(而非雜原子)上的情況下,它們也可以經(jīng)由雜原子直接連接。
適合的官能團(tuán)原則上是可以連接到碳原子或雜原子上的全部官能團(tuán)。適合的實(shí)例為-OH(羥基)、=O(特別是羰基)、-NH2(氨基)、=NH(亞氨基)、-COOH(羧基)、-CONH2(羧酰胺)、-SO3H(磺基)和-CN(氰基)。官能團(tuán)和雜原子也可以是直接相鄰的,這樣也包括多個(gè)相鄰原子,例如-O-(醚)、-S-(硫醚)、-COO-(酯)、-CONH-(仲酰胺)或-CONR′-(叔酰胺)的組合,例如二-(C1-C4-烷基)氨基、C1-C4-烷氧基羰基或C1-C4-烷氧基。
作為鹵素,可以提及氟、氯、溴和碘。
基團(tuán)R優(yōu)選為●未支化或支化的C1-C18烷基,其可以是未取代的或由一個(gè)或多個(gè)羥基、鹵素、苯基、氰基、C1-C6烷氧基羰基和/或磺酸基取代,并且具有總共1至20個(gè)碳原子,例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1丙基(異丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、1-庚基、1-辛基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基、2-羥乙基、苯甲基、3-苯基丙基、2-氰基乙基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(正丁氧基羰基)乙基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟異丙基、九氟丁基、九氟異丁基、十一氟戊基、十一氟異戊基、6-羥基己基和丙基磺酸;●乙二醇類、丁二醇類及其具有1至100個(gè)單元和氫或C1-C8烷基作為端基的低聚物,例如RAO-(CHRB-CH2-O)p-CHRB-CH2-或RAO-(CH2CH2CH2CH2O)p-CH2CH2CH2CH2O-,其中RA和RB各自優(yōu)選為氫、甲基或乙基,p優(yōu)選為0、1、2或3,特別是3-氧雜丁基、3-氧雜戊基、3,6-二氧雜庚基、3,6-二氧雜辛基、3,6,9-三氧雜癸基、3,6,9-三氧雜十一烷基、3,6,9,12-四氧雜十三烷基和3,6,9,12-四氧雜十四烷基;●乙烯基;和●N,N-二-C1-C6烷基氨基,例如N,N-二甲基氨基和N,N-二乙基氨基。
基團(tuán)R特別優(yōu)選為未支化和未取代的C1-C18烷基,例如甲基、乙基、1-丙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-庚基、1-辛基、1-癸基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基,特別是甲基、乙基、1-丁基和1-辛基,或CH3O-(CH2CH2O)p-CH2CH2-和CH3CH2O-(CH2CH2O)p-CH2CH2-,其中p為0、1、2或3。
優(yōu)選的是,基團(tuán)R1至R9各自彼此獨(dú)立地為●氫;●鹵素;●官能團(tuán);●C1-C18烷基,其可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代,和/或由一個(gè)或多個(gè)氧和/或硫原子和/或一個(gè)或多個(gè)取代或未取代的亞氨基插入;●C2-C18鏈烯基,其可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代,和/或由一個(gè)或多個(gè)氧和/或硫原子和/或一個(gè)或多個(gè)取代或未取代亞氨基插入;●C6-C12芳基,其可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代;●C5-C12環(huán)烷基,其可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代;●C5-C12環(huán)烯基,其可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代;或●五或六元含氧、氮和/或硫的雜環(huán),其可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代;或兩個(gè)相鄰基團(tuán)一起形成●不飽和、飽和或芳環(huán),其可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代,并且可以任選由一個(gè)或多個(gè)氧和/或硫原子和/或一個(gè)或多個(gè)取代或未取代的亞氨基插入。
可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代的C1-C18烷基優(yōu)選為甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1丙基(異丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、庚基、辛基、2-乙基己基、2,4,4-三甲基戊基、1,1,3,3-四甲基丁基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十三烷基、1-十四烷基、1-十五烷基、1-十六烷基、1-十七烷基、1-十八烷基、環(huán)戊基甲基、2-環(huán)戊基乙基、3-環(huán)戊基丙基、環(huán)己基甲基、2-環(huán)己基乙基、3-環(huán)己基丙基、苯甲基(苯基甲基)、二苯基甲基(二苯甲基)、三苯甲基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、α,α-二甲基苯甲基、對(duì)甲苯基甲基、1-(對(duì)丁基苯基)乙基、對(duì)氯苯甲基、2,4-二氯苯甲基、對(duì)甲氧基苯甲基、間乙氧基苯甲基、2-氰基乙基、2-氰基丙基、2-甲氧基羰基乙基、2-乙氧基羰基乙基、2-丁氧基羰基丙基、1,2-雙(甲氧基羰基)乙基、甲氧基、乙氧基、甲?;?、1,3-二氧戊環(huán)-2-基、1,3-二烷-2-基、2-甲基-1,3-二氧戊環(huán)-2-基、4-甲基-1,3-二氧戊環(huán)-2-基、2-羥乙基、2-羥丙基、3-羥丙基、4-羥丁基、6-羥己基、2-氨基乙基、2-氨基丙基、3-氨基丙基、4-氨基丁基、6-氨基己基、2-甲基氨基乙基、2-甲基氨基丙基、3-甲基氨基丙基、4-甲基氨基丁基、6-甲基氨基己基、2-二甲基氨基乙基、2-二甲基氨基丙基、3-二甲基氨基丙基、4-二甲基氨基丁基、6-二甲基氨基己基、2-羥基-2,2-二甲基乙基、2-苯氧基乙基、2-苯氧基丙基、3-苯氧基丙基、4-苯氧基丁基、6-苯氧基己基、2-甲氧基乙基、2-甲氧基丙基、3-甲氧基丙基、4-甲氧基丁基、6-甲氧基己基、2-乙氧基乙基、2-乙氧基丙基、3-乙氧基丙基、4-乙氧基丁基、6-乙氧基己基、乙?;qF2(q-a)+(1-b)H2a+b(其中q為1至30,0≤a≤q且b=0或1)(例如CF3、C2F5、CH2CH2-C(q-2)F2(q-2)+1、C6F13、C8F17、C10F21、C12F25)、氯甲基、2-氯乙基、三氯甲基、1,1-二甲基-2-氯乙基、甲氧基甲基、2-丁氧基乙基、二乙氧基甲基、二乙氧基乙基、2-異丙氧基乙基、2-丁氧基丙基、2-辛氧基乙基、2-甲氧基異丙基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(正丁氧基羰基)乙基、丁基硫甲基、2-十二烷基硫乙基、2-苯基硫乙基、5-羥基-3-氧雜戊基、8-羥基-3,6-二氧雜辛基、11-羥基-3,6,9-三氧雜十一烷基、7-羥基-4-氧雜庚基、11-羥基-4,8-二氧雜十一烷基、15-羥基-4,8,12-三氧雜十五烷基、9-羥基-5-氧雜壬基、14-羥基-5,10-二氧雜十四烷基、5-甲氧基-3-氧雜戊基、8-甲氧基-3,6-二氧雜辛基、11-甲氧基-3,6,9-三氧雜十一烷基、7-甲氧基-4-氧雜庚基、11-甲氧基-4,8-二氧雜十一烷基、15-甲氧基-4,8,12-三氧雜十五烷基、9-甲氧基-5-氧雜壬基、14-甲氧基-5,10-二氧雜十四烷基、5-乙氧基-3-氧雜戊基、8-乙氧基-3,6-二氧雜辛基、11-乙氧基-3,6,9-三氧雜十一烷基、7-乙氧基-4-氧雜庚基、11-乙氧基-4,8-二氧雜十一烷基、15-乙氧基-4,8,12-三氧雜十五烷基、9-乙氧基-5-氧雜壬基或14-乙氧基-5,10-氧雜十四烷基。
可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代和/或由一個(gè)或多個(gè)氧和/或硫原子和/或一個(gè)或多個(gè)取代或未取代的亞氨基插入的C2-C18鏈烯基優(yōu)選為乙烯基、2-丙烯基、3-丁烯基、順式2-丁烯基、反式2-丁烯基或CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b,其中q≤30,0≤a≤q并且b=0或1。
可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代的C6-C12芳基優(yōu)選為苯基、甲苯基、二甲基苯基、α-萘基、β-萘基、4-聯(lián)苯基、氯苯基、二氯苯基、三氯苯基、二氟苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、二乙基苯基、異丙基苯基、叔丁基苯基、十二烷基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、乙氧基苯基、己氧基苯基、甲基萘基、異丙基萘基、氯萘基、乙氧基萘基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二甲氧基苯基、2,6-二氯苯基、4-溴苯基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、2,4-二硝基苯基、2,6-二硝基苯基、4-二甲氨基苯基、4-乙?;交⒓籽趸一交?、乙氧基甲基苯基、甲基硫苯基、異丙基硫苯基或叔丁基硫苯基或C6F(5-a)Ha,其中0≤a≤5。
可以任選由官能團(tuán)、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代的C5-C12環(huán)烷基優(yōu)選為環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)辛基、環(huán)十二烷基、甲基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、二乙基環(huán)己基、丁基環(huán)己基、甲氧基環(huán)己基、二甲氧基環(huán)己基、二乙氧基環(huán)己基、丁硫基環(huán)己基、氯環(huán)己基、二氯環(huán)己基、二氯環(huán)戊基、CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b,其中q≤30,0≤a≤q并且b=0或1,或飽和或不飽和二環(huán)體系,例如降冰片基或降冰片烯基。
可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代的C5-C12環(huán)烯基優(yōu)選為3-環(huán)戊烯基、2-環(huán)己烯基、3-環(huán)己烯基、2,5-環(huán)己二烯基或CqF2(q-a)-3(1-b)H2a-3b,其中q≤30,0≤a≤q并且b=0或1。
可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代的五或六元含氧、氮和/或硫的雜環(huán)優(yōu)選為呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯并唑基、二氧雜環(huán)戊烯基、二氧雜環(huán)己烯基(Dioxyl)、苯并咪唑基、苯并噻唑基、二甲基吡啶基、甲基喹啉基、二甲基吡咯基、甲氧基呋喃基、二甲氧基吡啶基或二氟吡啶基。
如果兩個(gè)相鄰基團(tuán)一起形成可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代并且可以任選由一個(gè)或多個(gè)氧和/或硫原子和/或一個(gè)或多個(gè)取代或未取代的亞氨基插入的不飽和、飽和或芳環(huán),它們優(yōu)選形成1,3-亞丙基、1,4-亞丁基、1,5-亞戊基、2-氧雜-1,3-亞丙基、1-氧雜-1,3-亞丙基、2-氧雜-1,3-亞丙基、1-氧雜-1,3-亞丙烯基、3-氧雜-1,5-亞戊基、1-氮雜-1,3-亞丙烯基、1-C1-C4烷基-1-氮雜-1,3-亞丙烯基、1,4-亞丁-1,3-二烯基、1-氮雜-1,4-亞丁-1,3-二烯基或2-氮雜-1,4-亞丁-1,3-二烯基。
如果上述基團(tuán)包含氧和/或硫原子和/或取代或未取代的亞氨基,則氧和/或硫原子和/或亞氨基的數(shù)目不受任何限制。通常而言,在基團(tuán)中將有至多5個(gè),優(yōu)選至多4個(gè),以及非常特別優(yōu)選至多3個(gè)。
如果上述基團(tuán)包含雜原子,則在任何兩個(gè)雜原子之間通常存在至少一個(gè)碳原子,優(yōu)選至少兩個(gè)碳原子。
特別優(yōu)選基團(tuán)R1至R9各自彼此獨(dú)立地為●氫;●可以是未取代的或由一個(gè)或多個(gè)羥基、鹵素、苯基、氰基、C1-C6烷基羰基和/或磺酸基取代并且具有總共1至20個(gè)碳原子的未支化或支化C1-C18烷基,例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(異丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、1-庚基、1-辛基、1-壬基、1-癸基、1-十一烷基、1-十二烷基、1-十四烷基、1-十六烷基、1-十八烷基、2-羥乙基、苯甲基、3-苯基丙基、2-氰基乙基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(正丁氧基羰基)乙基、三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟異丙基、九氟丁基、九氟異丁基、十一氟戊基、十一氟異戊基、6-羥己基和丙基磺酸;●乙二醇類、丁二醇類及其具有1至100個(gè)單元和氫或C1-C8烷基作為端基的低聚物,例如RAO-(CHRB-CH2-O)p-CHRB-CH2-或RAO-(CH2CH2CH2CH2O)p-CH2CH2CH2CH2O-,其中RA和RB各自優(yōu)選為氫、甲基或乙基,p優(yōu)選為0、1、2或3,特別是3-氧雜丁基、3-氧雜戊基、3,6-二氧雜庚基、3,6-二氧雜辛基、3,6,9-三氧雜癸基、3,6,9-三氧雜十一烷基、3,6,9,12-四氧雜十三烷基和3,6,9,12-四氧雜十四烷基;●乙烯基;和●N,N-二-C1-C6烷基氨基,例如N,N-二甲基氨基和N,N-二乙基氨基。
對(duì)基團(tuán)R1至R9加以非常特別優(yōu)選,其各自彼此獨(dú)立地為氫或C1-C18烷基,例如甲基、乙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-庚基、1-辛基、苯基、2-羥乙基、2-氰基乙基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(正丁氧基羰基)乙基、N,N-二甲基氨基、N,N-二乙基氨基、氯或CH3O-(CH2CH2O)p-CH2CH2-和CH3CH2O-(CH2CH2O)p-CH2CH2-,其中p為0、1、2或3。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為吡啶離子(IVa)的離子液體,其中●基團(tuán)R1至R5之一為甲基、乙基或氯,以及其余基團(tuán)R1至R5各自為氫;●R3為二甲基氨基,以及其余基團(tuán)R1、R2、R4和R5各自為氫;
●全部基團(tuán)R1至R5為氫;●R2為羧基或羧酰胺,以及其余基團(tuán)R1、R2、R4和R5各自為氫;或●R1和R2或者R2和R3一起為1,4-亞丁-1,3-二烯基,以及其余基團(tuán)R1、R2、R4和R5各自為氫;特別是這樣一種離子液體,其中●R1至R5各自為氫;或●基團(tuán)R1至R5之一為甲基或乙基,以及其余基團(tuán)R1至R5各自為氫。
作為非常特別優(yōu)選的吡啶離子(IVa),可以提及1-甲基吡啶、1-乙基吡啶、1-(1-丁基)吡啶、1-(1-己基)吡啶、1-(1-辛基)吡啶、1-(1-己基)吡啶、1-(1-辛基)吡啶、1-(1-十二烷基)吡啶、1-(1-十四烷基)吡啶、1-(1-十六烷基)吡啶、1,2-二甲基吡啶、1-乙基-2-甲基吡啶、1-(1-丁基)-2-甲基吡啶、1-(1-己基)-2-甲基吡啶、1-(1-辛基)-2-甲基吡啶、1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶、1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶、1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶、1-甲基-2-乙基吡啶、1,2-二乙基吡啶、1-(1-丁基)-2-乙基吡啶、1-(1-己基)-2-乙基吡啶、1-(1-辛基)-2-乙基吡啶、1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶、1-(1-十四烷基)-2-乙基吡啶、1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶、1,2-二甲基-5-乙基吡啶、1,5-二乙基-2-甲基吡啶、1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶和1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基-吡啶、1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶和1-(1-十六烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為噠嗪離子(IVb)的離子液體,其中●R1至R4各自為氫;或●基團(tuán)R1至R4之一為甲基或乙基,以及其余基團(tuán)R1至R4各自為氫。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為嘧啶離子(IVc)的離子液體,其中●R1為氫、甲基或乙基,以及R2至R4各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基;或●R1為氫、甲基或乙基,R2和R4各自為甲基,以及R3為氫。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為吡嗪離子(IVd)的離子液體,其中
●R1為氫、甲基或乙基,以及R2至R4各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基;●R1為氫、甲基或乙基,R2和R4各自為甲基,以及R3為氫;●R1至R4各自為甲基;或●R1至R4各自為甲基或氫。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為咪唑離子(IVe)的離子液體,其中●R1為氫、甲基、乙基、1-丙基、1-丁基、1-戊基、1-己基、1-辛基、2-羥乙基或2-氰基乙基,以及R2至R4各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基或乙基。
作為非常特別優(yōu)選的咪唑離子(IVe),可以提及1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-(1-丁基)咪唑、1-(1-辛基)咪唑、1-(1-十二烷基)咪唑、1-(1-十四烷基)咪唑、1-(1-十六烷基)咪唑、1,3-二甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-(1-丁基)-3-甲基咪唑、1-(1-丁基)-3-乙基咪唑、1-(1-己基)-3-甲基-咪唑、1-(1-己基)-3-乙基咪唑、1-(1-己基)-3-丁基咪唑、1-(1-辛基)-3-甲基咪唑、1-(1-辛基)-3-乙基咪唑、1-(1-辛基)-3-丁基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-乙基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-丁基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-辛基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-乙基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-丁基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-辛基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-乙基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-丁基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-辛基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1,2,3-三甲基咪唑、1-乙基-2,3-二甲基咪唑、1-(1-丁基)-2,3-二甲基咪唑、1-(1-己基)-2,3-二甲基咪唑、1-(1-辛基)-2,3-二甲基咪唑、1,4-二甲基咪唑、1,3,4-三甲基咪唑、1,4-二甲基-3-乙基咪唑、3-丁基咪唑、1,4-二甲基-3-辛基咪唑、1,4,5-三甲基咪唑、1,3,4,5-四甲基咪唑、1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑、1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑和1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為吡唑離子(IVf)、(IVg)或(IVg′)的離子液體,其中●R1為氫、甲基或乙基,以及R2至R4各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為吡唑離子(IVh)的離子液體,其中
●R1至R4各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為1-二氫化吡唑離子(IVi)的離子液體,其中●R1至R6各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為2-二氫化吡唑離子(IVj′)的離子液體,其中●R1為氫、甲基、乙基或苯基,以及R2至R6各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為3-二氫化吡唑離子(IVk)或(IVk′)的離子液體,其中●R1和R2各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基、乙基或苯基,以及R3至R6各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為咪唑啉離子(IVi)的離子液體,其中●R1至R2各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、1-丁基或苯基,R3和R4各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基或乙基,以及R5和R6各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為咪唑啉離子(IVm)或(IVm′)的離子液體,其中●R1和R2各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基或乙基,以及R3至R6各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為咪唑啉離子(IVn)或(IVn′)的離子液體,其中●R3和R4各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基或乙基,以及R4至R6各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為噻唑離子(IVo)或(IVo′)或唑離子(IVp)的離子液體,其中●R1為氫、甲基、乙基或苯基,以及R2和R3各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為1,2,4-三唑離子(IVq)、(IVq′)或(IVq″)的離子液體,其中●R1和R2各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基、乙基或苯基,以及R3為氫、甲基或苯基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為1,2,3-三唑(IVr)、(IVr′)或(IVr″)的離子液體,其中●R1為氫、甲基或乙基,以及R2和R3各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基,或者R2和R3一起為1,4-亞丁-1,3-二烯基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為吡咯烷離子(IVs)的離子液體,其中●R1為氫、甲基、乙基或苯基,以及R2至R9各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為咪唑烷離子(IVt)的離子液體,其中●R1和R4各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基、乙基或苯基,R2和R3以及R5至R8各自彼此獨(dú)立地為氫或甲基。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為銨離子(IVu)的離子液體,其中●R1至R3各自彼此獨(dú)立地為C1-C18烷基;或●R1至R3各自彼此獨(dú)立地為氫或C1-C18烷基,以及R4為2-羥乙基;或;●R1和R2一起為1,5-亞戊基或3-氧雜-1,5-亞戊基,以及R3為C1-C18烷基、2-羥乙基或2-氰基乙基。
非常特別優(yōu)選的銨離子(IVu)為甲基三(1-丁基)銨、2-羥乙基銨、N,N-二甲基哌啶和N,N-二甲基嗎啉。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為胍離子(IVv)的離子液體,其中●R1至R5各自為甲基。
非常特別優(yōu)選的胍離子(IVv)為N,N,N′,N′,N″,N″-六甲基胍鹽。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為膽堿離子(IVw)的離子液體,其中●R1和R2各自彼此獨(dú)立地為甲基、乙基、1-丁基或1-辛基,以及R3為氫、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2;
●R1為甲基、乙基、1-丁基或1-辛基,R2為-CH2-CH2-OR4基團(tuán),以及R3和R4各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、乙酰基、-SO2OH或-PO(OH)2;或●R1為-CH2-CH2-OR4基團(tuán),R2為-CH2-CH2-OR5基團(tuán),以及R3至R5各自彼此獨(dú)立地為氫、甲基、乙基、乙?;?SO2OH或-PO(OH)2。
非常特別優(yōu)選其中陽離子[A]+為磷離子(IVx)的離子液體,其中●R1至R3各自彼此獨(dú)立地為C1-C18烷基,特別是丁基、異丁基、1-己基或1-辛基。
上述陽離子中,優(yōu)選吡啶離子(IVa)、咪唑離子(IVe)和銨離子(IVu),特別是1-甲基吡啶、1-乙基吡啶、1-(1-丁基)吡啶、1-(1-己基)吡啶、1-(1-辛基)吡啶、1-(1-己基)吡啶、1-(1-辛基)吡啶、1-(1-十二烷基)吡啶、1-(1-十四烷基)吡啶、1-(1-十六烷基)吡啶、1,2-二甲基吡啶、1-乙基-2-甲基吡啶、1-(1-丁基)-2-甲基吡啶、1-(1-己基)-2-甲基吡啶、1-(1-辛基)-2-甲基吡啶、1-(1-十二烷基)-2-甲基吡啶、1-(1-十四烷基)-2-甲基吡啶、1-(1-十六烷基)-2-甲基吡啶、1-甲基-2-乙基吡啶、1,2-二乙基吡啶、1-(1-丁基)-2-乙基吡啶、1-(1-己基)-2-乙基吡啶、1-(1-辛基)-2-乙基吡啶、1-(1-十二烷基)-2-乙基吡啶、1-(1-十四烷基)-2-乙基吡啶、1-(1-十六烷基)-2-乙基吡啶、1,2-二甲基-5-乙基吡啶、1,5-二乙基-2-甲基吡啶、1-(1-丁基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-(1-己基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-(1-辛基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-(1-十二烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-(1-十四烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-(1-十六烷基)-2-甲基-3-乙基吡啶、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-(1-丁基)咪唑、1-(1-辛基)咪唑、1-(1-十二烷基)咪唑、1-(1-十四烷基)咪唑、1-(1-十六烷基)咪唑、1,3-二甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-(1-丁基)-3-甲基咪唑、1-(1-己基)-3-甲基咪唑、1-(1-辛基)-3-甲基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1,2,3-三甲基咪唑、1-乙基-2,3-二甲基咪唑、1-(1-丁基)-2,3-二甲基咪唑、1-(1-己基)-2,3-二甲基咪唑和1-(1-辛基)-2,3-二甲基咪唑、1,4-二甲基咪唑、1,3,4-三甲基咪唑、1,4-二甲基-3-乙基咪唑、3-丁基咪唑、1,4-二甲基-3-辛基咪唑、1,4,5-三甲基咪唑、1,3,4,5-四甲基咪唑、1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑、1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑和1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑以及2-羥乙基銨。
式(IIIa)-(IIIj)中所述的金屬陽離子[M1]+、[M2]+、[M3]+、[M4]2+和[M5]3+通常為元素周期表的第1、2、6、7、8、9、10、11、12和13族的金屬陽離子。適合的金屬陽離子為例如Li+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Ag+、Zn2+和Al3+。
作為陰離子,原則上可以使用與陽離子結(jié)合產(chǎn)生離子液體的所有陰離子。
離子液體的陰離子[Y]n-例如選自●下式的鹵離子和含鹵化合物F-、Cl-、Br-、I-、BF4-、PF6-、AlCl4-、Al2Cl7-、Al3Cl10-、AlBr4-、FeCl4-、BCl4-、SbF6-、AsF6-、ZnCl3-、SnCl3-、CuCl2-、CF3SO3-、(CF3SO3)2N-、CF3CO2-、CCl3CO2-、CN-、SCN-、OCN-、NO2-、NO3-、N(CN)-;●以下通式的硫酸根、亞硫酸根和磺酸根SO42-、HSO4-、SO32-、HSO3-、RaOSO3-、RaSO3-;●以下通式的磷酸根PO43-、HPO42-、H2PO4-、RaPO42-、HRaPO4-、RaRbPO4-;●以下通式的膦酸根和亞膦酸根RaHPO3-、RaRbPO2-,RaRbPO3-;●以下通式的亞磷酸根PO33-、HPO32-、H2PO3-、RaPO32-、RaHPO3-、RaRbPO3-;●以下通式的亞膦酸根和次膦酸根RaRbPO2-、RaHPO2-、RaRbPO-、RaHPO-;●以下通式的羧酸根RaCOO-;●以下通式的硼酸根
BO33-、HBO32-、H2BO3-、RaRbBO3-、RaHBO3-、RaBO32-、B(ORa)(ORb)(ORc)(ORd)-、B(HSO4)-、B(RaSO4)-;●以下通式的硼酸根RaBO22-、RaRbBO-;●以下通式的碳酸根和碳酸酯基HCO3-、CO32-、RaCO3-;●以下通式的硅酸根和硅酸酯基SiO44-、HSiO43-、H2SiO42-、H3SiO4-、RaSiO43-、RaRbSiO42-、RaRbRcSiO4-、HRaSiO42-、H2RaSiO4-、HRaRbSiO4-;●以下通式的烷基甲硅烷和芳基甲硅烷鹽離子RaSiO33-、RaRbSiO22-、RaRbRcSiO-、RaRbRcSiO3-、RaRbRcSiO2-、RaRbSiO32-;●以下通式的羰酰亞胺、二(磺?;?酰亞胺和磺?;啺冯x子 ●以下通式的甲基化物離子 ●以下通式的醇鹽和芳基氧化物離子RaO-;●以下通式的鹵素金屬酸鹽離子[MrHalt]s-,其中M為金屬,Hal為氟、氯、溴或碘,r和t為正整數(shù)并表示絡(luò)合物的化學(xué)當(dāng)量,以及s為正整數(shù)并表示絡(luò)合物上的電荷;
●以下通式的硫化物、氫硫化物、多硫化物、氫多硫化物和硫醇鹽離子S2-、HS-、[Sv]2-、[HSv]-、[RaS]-,其中v為2-10的正整數(shù);●絡(luò)合物金屬離子,例如Fe(CN)63-、Fe(CN)64-、MnO4-、Fe(CO)4-。
這里Ra、Rb、Rc和Rd各自彼此獨(dú)立地為●氫;●C1-C30烷基或其被芳基-、雜芳基-、環(huán)烷基-、鹵素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲?;?、-O-、-CO-、-CO-O-或-CO-N<取代的衍生物,例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-1-丙基(異丁基)、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2-甲基-3-戊基、3-甲基-3-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、2,3-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基、苯基甲基(苯甲基)、二苯甲基、三苯甲基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、環(huán)戊基甲基、2-環(huán)戊基乙基、3-環(huán)戊基丙基、環(huán)己基甲基、2-環(huán)己基乙基、3-環(huán)己基丙基、甲氧基、乙氧基、甲?;?、乙?;駽qF2(q-a)+(1-b)H2a+b,其中q≤30,0≤a≤q并且b=0或1(例如CF3,C2F5,CH2CH2-C(q-2)F2(q-2)+1,C6F13,C8F17,C10F21,C12F25);●C3-C12環(huán)烷基或其被芳基-、雜芳基-、環(huán)烷基-、鹵素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲?;?、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如環(huán)戊基、2-甲基-1-環(huán)戊基、3-甲基-1-環(huán)戊基、環(huán)己基、2-甲基-1-環(huán)己基、3-甲基-1-環(huán)己基、4-甲基-1-環(huán)己基或CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b,其中q≤30,0≤a≤q并且b=0或1;●C2-C30鏈烯基或其被芳基-、雜芳基-、環(huán)烷基-、鹵素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲酰基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如2-丙烯基、3-丁烯基、順式2-丁烯基、反式2-丁烯基或CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b,其中q≤30,0≤a≤q并且b=0或1;●C3-C12環(huán)烯基或其被芳基-、雜芳基-、環(huán)烷基-、鹵素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲?;?、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如3-環(huán)戊烯基、2-環(huán)己烯基、3-環(huán)己烯基、2,5-環(huán)己二烯基或CqF2(q-a)-3(1-b)H2a-3b,其中q≤30,0≤a≤q并且b=0或1;●具有2-30個(gè)碳原子的芳基或雜芳基或者其被烷基-、芳基-、雜芳基-、環(huán)烷基-、鹵素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲?;?、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物,例如苯基、2-甲基苯基(2-甲苯基)、3-甲基苯基(3-甲苯基)、4-甲基苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基、4-乙基苯基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、4-苯基苯基、1-萘基、2-萘基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-比啶基、3-吡啶基、4-吡啶基或C6F(5-a)Ha,其中0≤a≤5;或●兩個(gè)基團(tuán)一起形成的可以任選由官能團(tuán)、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、鹵素、雜原子和/或雜環(huán)取代并且可以任選由一個(gè)或多個(gè)氧和/或硫原子和/或一個(gè)或多個(gè)取代或未取代的亞氨基插入的不飽和、飽和或芳環(huán)。
非常特別優(yōu)選的陰離子為氯離子;溴離子;碘離子;硫氰酸根;六氟磷酸根;三氟甲磺酸根;甲磺酸根;甲酸根;乙酸根;扁桃酸根;硝酸酯;亞硝酸根;三氟乙酸根;硫酸根;硫酸氫根;甲基硫酸根;乙基硫酸根;1-丙基硫酸根;1-丁基硫酸根;1-己基硫酸根;1-辛基硫酸根;磷酸根;磷酸二氫根;磷酸氫根;C1-C4-二烷基磷酸根;丙酸根;四氯鋁酸根;Al2Cl7-;氯鋅酸根;氯高鐵酸根;二(三氟甲基磺?;?酰亞胺離子;二(五氟乙基磺?;?酰亞胺離子;二(甲基磺?;?酰亞胺離子;二(對(duì)甲苯基磺?;?酰亞胺離子;三(三氟甲基磺?;?甲基化物離子;二(五氟乙基磺?;?甲基化物離子;對(duì)甲苯基磺酸根;四羰基鈷酸根;二亞甲基乙二醇單甲醚硫酸根;油酸根;硬脂酸根;丙烯酸根;甲基丙烯酸根;馬來酸根;氫化檸檬酸根;乙烯基膦酸根;二(五氟乙基)亞膦酸根;硼酸根,例如二[水楊酸根合(2-)]硼酸根、二[草酸根合(2-)]硼酸根、二[1,2-苯二酚根合(2-)-O,O′]硼酸根、四氰基硼酸根、四氟硼酸根;二氰胺離子;三(五氟乙基)三氟磷酸根;三(七氟丙基)三氟磷酸根,環(huán)狀芳基磷酸根,例如鄰苯二酚磷酸根(C6H4O2)P(O)O-和氯鈷酸根。
非常特別優(yōu)選的陰離子為氯離子、溴離子、硫酸氫根、四氯鋁酸根、硫氰酸根、甲基硫酸根、乙基硫酸根、甲磺酸根、甲酸根、乙酸根、二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、對(duì)甲苯基磺酸根、四氟硼酸根和六氟磷酸根。
特別優(yōu)選的離子液體包括甲基三-(1-丁基)銨、2-羥乙基銨、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-(1-丁基)咪唑、1-(1-辛基)咪唑、1-(1-十二烷基)咪唑、1-(1-十四烷基)咪唑、1-(1-十六烷基)咪唑、1,3-二甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-(1-丁基)-3-甲基咪唑、1-(1-丁基)-3-乙基咪唑、1-(1-己基)-3-甲基咪唑、1-(1-己基)-3-乙基咪唑、1-(1-己基)-3-丁基咪唑、1-(1-辛基)-3-甲基咪唑、1-(1-辛基)-3-乙基咪唑、1-(1-辛基)-3-丁基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-乙基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-丁基咪唑、1-(1-十二烷基)-3-辛基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-乙基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-丁基咪唑、1-(1-十四烷基)-3-辛基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-乙基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-丁基咪唑、1-(1-十六烷基)-3-辛基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1,2,3-三甲基咪唑、1-乙基-2,3-二甲基咪唑、1-(1-丁基)-2,3-二甲基咪唑、1-(1-己基)-2,3-二甲基咪唑、1-(1-辛基)-2,3-二甲基咪唑、1,4-二甲基咪唑、1,3,4-三甲基咪唑、1,4-二甲基-3-乙基咪唑、3-丁基咪唑、1,4-二甲基-3-辛基咪唑、1,4,5-三甲基咪唑、1,3,4,5-四甲基咪唑、1,4,5-三甲基-3-乙基咪唑、1,4,5-三甲基-3-丁基咪唑或1,4,5-三甲基-3-辛基咪唑作為陽離子,和氯離子、溴離子、硫酸氫根、四氯鋁酸根、硫氰酸根、甲基硫酸根、乙基硫酸根、甲磺酸根、甲酸根、乙酸根、二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、對(duì)甲苯基磺酸根、四氟硼酸根或六氟磷酸根。
此外,特別優(yōu)選以下離子液體甲基硫酸1,3-二甲基咪唑鹽、硫酸氫1,3-二甲基咪唑鹽、二甲基磷酸1,3-二甲基咪唑鹽、甲基硫酸1-乙基-3-甲基咪唑鹽、硫酸氫1-乙基-3-甲基咪唑鹽、硫氰酸1-乙基-3-甲基咪唑鹽、乙酸1-乙基-3-甲基咪唑鹽、甲磺酸1-乙基-3-甲基咪唑鹽、二乙基磷酸1-乙基-3-甲基咪唑鹽、甲基硫酸1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鹽、硫酸氫1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鹽、硫氰酸1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鹽、乙酸1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鹽、甲磺酸1-(1-丁基)-3-甲基咪唑鹽、甲基硫酸1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑鹽、硫酸氫1-(1-十二烷基)-3-甲基咪唑鹽、甲基硫酸1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑鹽、硫酸氫1-(1-十四烷基)-3-甲基咪唑鹽、甲基硫酸1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑鹽或硫酸氫1-(1-十六烷基)-3-甲基咪唑鹽或甲酸2-羥乙基銨鹽。
優(yōu)選的是其中n=1或2的離子液體[A]n+[Y]n-以及衍生自其中n=1或2的[A]n+的二聚體的對(duì)應(yīng)鹽,其中陽離子[A]+選自通式(IVa)、(IVe)、(IVf)、(IVg)、(IVg′)、(IVh)、其中NR1被氧替代的(IVm)、(IVq)、(IVq″)、(IVr′)、(IVv)、(IVu)、(Ivx)的陽離子,特別選自 其中
R為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R1、R2、R3、R4、R5各自彼此獨(dú)立地為氫;鹵素、羥基,線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基; 其中R和R1各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R2、R3和R4各自彼此獨(dú)立地為氫,鹵素、羥基,線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基; 其中R、R1各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R2、R3、R4各自彼此獨(dú)立地為氫,鹵素、羥基,線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基; 其中R為氫;
線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R1、R2、R3、R4各自彼此獨(dú)立地為氫,鹵素、羥基,線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基; 其中R為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R2、R3、R4、R5和R6各自彼此獨(dú)立地為氫;鹵素、羥基,線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;并且N-R1被氧代替; 其中R和R3各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R1、R2各自彼此獨(dú)立地為氫;鹵素、羥基,線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基; 其中R和R1各自彼此獨(dú)立地為氫;
線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R2、R3各自彼此獨(dú)立地為氫;鹵素、羥基,線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基; 其中R、R1、R2、R3各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;或R和R1各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或
-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R2和R3一起形成3-氧雜-1,5-亞戊基,其可以進(jìn)而由以下基團(tuán)取代鹵素,羥基;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;或R和R1各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;R2和R3一起形成1,4-亞丁-1,3-二烯基,其可以進(jìn)而由以下基團(tuán)取代鹵素,羥基;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;
其中R、R1、R2、R3、R4和R5各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基;或 其中R、R1、R2、R3各自彼此獨(dú)立地為氫;線性或支化C1-C20烷基,其可以帶有選自鹵素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個(gè)或多個(gè)基團(tuán);或-(Rx-X)w-RY,其中w=1-10,Rx為線性或支化C1-C20烷基,Ry為氫或線性或支化C1-C10烷基,以及X為醚、硫醚、酯、硅氧烷或酰胺基。
陰離子[Y]n-選自鹵離子、四氟硼酸根、硫酸根、磷酸根、RuRvPO2-、二氰胺離子、羧酸根Ru-COO-、磺酸根Ru-SO3-、苯磺酸根、甲苯磺酸根、有機(jī)硫酸根Ru-O-SO3-、二(磺)酰亞胺離子[Ru-SO2-N-SO2-Rv]-、結(jié)構(gòu)[Ru-CO-N-CO-Rv]-和結(jié)構(gòu)[Ru-SO2-N-CO-Rv]-的酰亞胺離子以及甲酸根,其中Ru和Rv各自彼此獨(dú)立地為線性或支化脂族或脂環(huán)族C1-C20烷基、C5-C15芳基、C5-C15芳基-C1-C6烷基或C1-C6烷基-C5-C15芳基,其中上述基團(tuán)可以由一個(gè)或多個(gè)選自鹵素和羥基的基團(tuán)取代。
特別優(yōu)選的工作物對(duì)包含水、甲醇或氨,特別是水或氨作為組分A),以及根據(jù)以上特別實(shí)施方案之一的離子液體作為組分B)。這里尤其優(yōu)選的工作物對(duì)包含水作為組分A)。同樣尤其優(yōu)選的工作物對(duì)包含氨作為組分A)。
同樣,特別優(yōu)選的工作物對(duì)基于其總重量包含至少10重量%、優(yōu)選至少20重量%、特別是至少30重量%的工作物作為組分A)。
同樣,特別優(yōu)選的工作物對(duì)基于其總重量包含不超過90重量%、優(yōu)選不超過80重量%、特別是不超過70重量%的離子液體作為組分B)。
此外,特別優(yōu)選其中工作物和離子液體在-20至200℃、特別優(yōu)選-5至150℃的溫度下是混溶性的工作物對(duì)。這里,特別優(yōu)選其中工作物為水的工作物對(duì)。
此外,特別優(yōu)選其中工作物和離子液體在-60至100℃、特別優(yōu)選-40至50℃的溫度下是混溶性的工作物對(duì)。這里,特別優(yōu)選其中工作物為氨的工作物對(duì)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中,離子液體可以施加于適合的固體載體上。
本發(fā)明進(jìn)一步提供離子液體在吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器中作為吸收介質(zhì)的用途。對(duì)于其優(yōu)選實(shí)施方案,類似地適用以上優(yōu)選。
本發(fā)明還涉及包括液化器、膨脹機(jī)構(gòu)、鍋爐和吸收器并且包含離子液體作為吸收介質(zhì)的吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器。對(duì)于其優(yōu)選實(shí)施方案,就離子液體而言類似地適用以上優(yōu)選。
本發(fā)明另外還涉及包括液化器、膨脹機(jī)構(gòu)、汽提器和吸收器并且包含工作物對(duì)的吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器,所述工作物對(duì)進(jìn)而包含工作物和離子液體。對(duì)于其優(yōu)選實(shí)施方案,就工作物對(duì)而言類似地適用以上優(yōu)選。
本發(fā)明通過下面的實(shí)施例來說明。
根據(jù)本發(fā)明使用的離子液體具有可忽略的小蒸氣壓;由于在氨/水工作物對(duì)的情況下,避免了例如分離問題,因此根據(jù)本發(fā)明的包含離子液體和工作物的工作物對(duì)是特別有用的。
根據(jù)本發(fā)明使用的離子液體在溫度范圍的工作區(qū)域處于液態(tài);由于不發(fā)生鹽結(jié)晶的問題,因此根據(jù)本發(fā)明的包含離子液體和工作物的工作物對(duì)是特別有用的。因此,總量的工作物、例如水可以從吸收介質(zhì)中移出并用于冷卻(脫氣范圍寬)。此外,如在溴化鋰/水物質(zhì)對(duì)的情況下,在汽提器和吸收器之間送吸收介質(zhì)的過程中,僅必須冷卻吸收介質(zhì)本身,即冷卻離子液體,也就是說必須冷卻離子液體,而不用另外冷卻工作物。
離子液體和工作物的混溶性被確保;因此離子液體三氟甲磺酸乙基甲基咪唑鹽可以與水混合。
此外,離子液體的耐熱性優(yōu)異;Blake等人,Proceedings of the 11thSolarPACES International Symposium,2002認(rèn)為可以達(dá)到遠(yuǎn)高于300℃的溫度。因此,本發(fā)明的工作物對(duì)也具有良好的穩(wěn)定性和耐熱性。
此外,迄今已經(jīng)測(cè)試的離子液體的毒性已經(jīng)分類為低級(jí)(例如LD50>1000mg/kg);由于它們的蒸氣壓幾乎檢測(cè)不到,因此它們不形成潛在可燃的混合物,并因此既沒有爆炸危險(xiǎn)也沒有毒性問題。
此外現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在溶解于離子液體例如甲酸2-羥乙基銨中時(shí),水的蒸汽壓可以降低到四分之一。
為了該目的,在通常的相平衡溫度下(借助于在氣相中的FTIR光譜法),測(cè)定甲酸2-羥乙基銨水溶液上方的水分壓。
在30.5℃,發(fā)現(xiàn)在包含84重量%甲酸2-羥乙基銨和16重量%水的溶液上方的水分壓為約10毫巴,而在水本身上方的水分壓為約40毫巴。
在34℃,發(fā)現(xiàn)在包含87重量%甲酸2-羥乙基銨和13重量%水的溶液上方的水分壓為約12毫巴,而在水本身上方的水分壓為約50毫巴。
對(duì)于既有的迄今已經(jīng)使用溴化鋰/水工作物對(duì)進(jìn)行操作的吸收式制冷機(jī),所述工作物對(duì)同樣可以由離子液體/水,例如四氟硼酸N-乙基-N-甲基咪唑鹽/水體系替代,而不必改變?cè)撛O(shè)備的構(gòu)造,以允許使用該新吸收介質(zhì)進(jìn)行的操作。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中,通常使用水/氨工作物對(duì)操作的吸收式熱泵可以使用離子液體/氨工作物對(duì)操作。在這種情況下,水/氨混合物的在其它情況下通常要進(jìn)行的精餾變得不是必須的,因?yàn)橥ㄟ^氨的氣化,氨從離子液體中完全分離。
權(quán)利要求
1.一種用于吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和基于吸收的熱轉(zhuǎn)換器的工作物對(duì),其包含A)工作物,B)離子液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工作對(duì),其中離子液體為如下通式I、I或III的鹽或其混合物B1)[A]n+[Y]n-(I)其中n為1、2、3或4,[A]+為季銨陽離子、氧陽離子、锍陽離子或磷陽離子,以及[Y]n-為一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)或四價(jià)陰離子;B2)如下通式(II)的混鹽[A1]+[A2]+[Y]2-(IIa);[A1]+[A2]+[A3]+[Y]3-(IIb);或[A1]+[A2]+[A3]+[A4]+[Y]4-(IIc),其中[A1]+、[A2]+、[A3]+和[A4]+獨(dú)立地選自為[A]+所述的基團(tuán),以及[Y]n-如在B1)下所定義;或B3)如下通式(III)的混鹽[A1]+[A2]+[A3]+[M1]+[Y]4-(IIIa);[A1]+[A2]+[M1]+[M2]+[Y]4-(IIIb);[A1]+[M1]+[M2]+[M3]+[Y]4-(IIIc);[A1]+[A2]+[M1]+[Y]3-(IIId);[A1]+[M1]+[M2]+[Y]3-(IIIe);[A1]+[M1]+[Y]2-(IIIf);[A1]+[A2]+[M4]2+[Y]4-(IIIg);[A1]+[M1]+[M4]2+[Y]4-(IIIh);[A1]+[M5]3+[Y]4-(IIIi);或[A1]+[M4]2+[Y]3-(IIIj)其中[A1]+、[A2]+和[A3]+獨(dú)立地選自為[A]+所述的基團(tuán),[Y]n-如在B1)下所定義,[M1]+、[M2]+、[M3]+為一價(jià)金屬陽離子,[M4]2+為二價(jià)金屬陽離子,以及[M5]3+為三價(jià)金屬陽離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的工作對(duì),包含式I、II或III的離子液體作為組分B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的工作對(duì),包含式I、II或III的至少一種離子液體作為組分B。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的工作對(duì),其中離子液體在-20至200℃、優(yōu)選0至180℃、特別優(yōu)選20至150℃的溫度下為液態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的工作物對(duì),其中工作物和離子液體在-20至200℃、特別優(yōu)選-5至150℃的溫度下是混溶性的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的工作物對(duì),其中工作物為水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的工作物對(duì),其中工作物和離子液體在-60至100℃、特別優(yōu)選-40至50℃的溫度下是混溶性的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5和8任一項(xiàng)的工作物對(duì),其中工作物為氨。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的工作物對(duì)在吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器中的用途。
11.離子液體在吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器中作為吸收介質(zhì)的用途。
12.一種吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)或熱變換器,其包括液化器、膨脹機(jī)構(gòu)、鍋爐、吸收器和工作物對(duì),所述工作物對(duì)進(jìn)一步包含工作物和吸收介質(zhì),其中吸收介質(zhì)為離子液體。
13.一種吸收式熱泵,其中工作物吸收在如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)中所述的離子液體中。
14.一種吸收式制冷機(jī),其中工作物吸收在如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)中所述的離子液體中。
15.一種吸熱轉(zhuǎn)換器,其中工作物吸收在如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)中所述的離子液體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工作物對(duì),其包含工作物和離子液體,涉及所述工作物對(duì)在吸收式熱泵、吸收式制冷機(jī)和熱轉(zhuǎn)換器中的用途,以及涉及相應(yīng)的設(shè)備。
文檔編號(hào)C09K5/10GK1957057SQ200580016303
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者A·博埃斯曼, T·舒伯特 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司
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