Ionische Flüssigkeiten

Ionic liquids (ILs) sind Substanzen, die ausschließlich aus geladenen Ionen bestehen, doch die Definition unterscheidet sich von der klassischer geschmolzener Salze.
Ionische Flüssigkeiten zeigen im Gegensatz zu hochschmelzenden Salzen wie z.B. Kochsalz, welche hochviskos sind und zudem hoch korrosiv wirken, verursacht durch die geringere Symmetrie der Ionen einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt (< 100°C).

Links: Kristallstruktur von Kochsalz (Gelb: Natrium Kationen, Rot: Chlorid Anionen); Rechts: Kristallstruktur von [EMIM][NTf2] (Gelb: Schwefel, Rot: Sauerstoff, Blau: Stickstoff, Grün: Fluor, Grau: Kohlenstoff).

Ionische Flüssigkeiten werden als umweltfreundliche Alternativen zu flüchtigen organischen Lösungsmitteln betrachtet, nicht nur, weil ILs einen sehr niedrigen Dampfdruck aufweisen, sondern zudem auch als Katalysator in chemischen Reaktionen wirken können.
Zudem weisen Ionische Flüssigkeiten andere attraktive Eigenschaften, wie thermische und chemische Stabilität, nicht Entflammbarkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit und eine breites elektrochemische Fenster auf.

Kationen (oben) und Anionen (unten) der gängigsten Ionischen Flüssigkeiten.

Die Entwicklung der Ionischen Flüssigkeiten geht zurück bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts, als Hurley und Wier im Jahre 1948 die ersten Ionischen Flüssigkeiten mit Chloroaluminat-Ionen für die Elektroplattierung von Aluminium entwickelten.
In den späten 80ern wurden Chloroaluminat-Schmelzen als nicht-wässrige, polare Lösungsmittel für die Beobachtung von Übergangsmetallkomplexen in den Forschungsgruppen von Seddon und Hussey eingesetzt.
In dieser Zeit sind auch die ersten Publikationen von Ionischen Flüssigkeiten als neuartige Reaktionsmedien und Katalysatoren für organische Synthesen veröffentlich worden.

SciFinder Suchergebnisse für die Schlüsselwörter "ionic liquid" und "ionic liquids" bis Dezember 2007.

Seitdem ist die Anzahl der Publikationen über den Einsatz Ionischer Flüssigkeiten in allen Felder der Chemie deutlich angestiegen, wobei im Jahre 2007 schon fast 3000 Publikationen erreicht wurden.

Der Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik ist im Rahmen der Grundlagenforschung im Bereich Ionische Flüssigkeiten im DFG Schwerpunktprogramm 1191 in koordinierender Funktion tätig. Näheres ist auf der Webseite des Schwerpunktprogramms veröffentlicht.

Literatur

  • Ionic Liquids in Synthesis (Eds.: Peter Wasserscheid, Tom Welton), Wiley-VCH, 2007
  • Ionic Liquids as Green Solvents. Progress and Prospects (ACS Symposium) (Eds.: Robin R. Rogers, Kenneth R. Seddon), Oxford University Press, 2003.
  • Ionic Liquids. Industrial Applications for Green Chemistry (ACS Symposium) (Eds.: Robin R. Rogers, Kenneth R. Seddon), Oxford University Press, 2002.

Poster-Präsentationen

R. Wölfel, A. Westerholt, P. Wasserscheid, Ionic Liquid materials as engineering fluids and novel catalysts, Achema, Frankfurt 2012.

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