对离子液体对生物的一系列的毒性研究,包括:藻、微生物、植物、动物等,得 出了离子液体的毒性和其结构的关系。大量的实验数据表明,离子液体的阴阳离子种 类、侧链烷基长度等都对其毒性的大小有影响,烷基链上存在含氧基会降低其毒性 [8]。 外界环境对离子液体的毒性也有影响,例如:pH、光强、温度等。各个实验结果的 数据都表示:从本质上来说,离子液体对环境是有毒的,对小至细胞、大至整个生态 系统都有一定的危害。
1。1。2 离子液体的性质
熔点:离子液体是低熔点的季铵盐、 膦盐。正离子部分基本是有机阳离子, 它 们的体积比无机离子大, 因此熔点较低 [9]。 由于阳离子中电荷分散,分子的对称性 低,导致生成化合物的熔点低。 熔点受阴离子的大小影响。 大的阴离子与阳离子的
作用力小,导致晶体中的晶格能小。因而易生成熔点低的化合物。 溶解性:其对化合物的溶解性也受离子液体的分子结构影响。有机化合物在一些
离子液体中也有一定的溶解度。Bonhote 等 [9] 研究了有机溶剂在离子液体[Emim]
+CF3SO -3 中的溶解性。实验发现二氯甲烷以及四氢呋喃可与[Emim] +CF3SO - 互溶,
而甲苯和二氧六环是不溶的。Waffensehmidt 等 [10]的研究结果表明,调节阳离子中 烷基链的长短对溶解度改变有影响。
热稳定性 [11]:杂原子与碳原子之间作用力以及杂原子与氢键之间的作用力限制 离子液体的热稳定性,所以离子液体热稳定性与组成离子液体的阳离子和阴离子的结 构和性质密切相关。同时,离子液体的水含量也对其热稳定性略有影响。
酸碱性 [12]:离子液体的酸碱性由阴离子决定。把无机酸溶解在酸性氯铝酸盐离 子液体中,离子液体表现出超强酸性。对比传统超酸性系统,超酸性离子液体更安全。 综上所述离子液体拥有特殊的理化特性,并且可以在一定程度上进行改变。但总体上 讲,对离子液体的物理化学性质了解得仍相对比较少,而这也成为今后研究离子液体 的主要内容。
1。2 离子液体在环境中的归宿
温度、pH、光照,盐度等外界环境特征均会对离子液体的毒性产生影响。因为 温度升高,细胞内、外酶活性增强,对细胞的毒害作用增强 [16],因此随着温度的升 高,同一种离子液体的毒性也增大。Latala 等 [17]实验发现离子液体的毒性随着外界 环境的盐度的增加而显著提高,因为外界的高盐度环境增加了藻细胞壁的渗透性,使 离子液体中阳离子更易进入细胞,导致了毒性的增强。Zhang 等 [18]实验发现,腐植 酸的疏水性通过[C4mim]+和[C8mim]+离子的吸附而增加,强吸附效果影响离子液体的 降解、迁移和生物利用。王洋等 [19]选用了水培以及土培的方法,研究了离子液体对 小麦的毒性效应,比较了水培和土培的方法,发现离子液体在土培环境下对小麦生长 的影响较小。Bizukojc [20]研究了三种来源不同、性质不同的活性污泥中微生物的脱氢 酶活性与离子液体的关系,发现活性污泥的性质,例如:污泥泥龄、污泥负荷率和污 泥中丝状菌与絮状菌的比率,是离子液体对脱氢酶活性抑制作用的主导因素。因此, 在实验过程中,应全面考虑实际外界环境对离子液体毒性的影响。
离子液体具有较强的生态毒性。离子液体在工业生产中一旦泄露到水体中,可能
对水环境,甚至整个生态系统的功能和结构造成危害,其降解程度与在环境系统中的 吸收程度成为是否对环境友好性的重要指标。
化学降解:分为氧化降解、电化学降解和光化学降解。张瑶等 [29]使用铁炭微电 解法降解了[Bmim][PF6],显示影响铁炭微电解降解[Bmim][PF6]的主要原因有炭铁比、 pH、反应时间。常睿等 [30]采用纳米 TiO2 生物降解与光催化相结合的方法,考察 T[Bmim][CL]、[Hmim][CL]、[Omim][CL]降解过程。发现光催化降解 3 种离子液体的 速率顺序。离子液体光催化降解的预处理有利于提高后续的活性污泥生物降解的性 能。 离子液体对三角褐指藻的毒性效应研究(3):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_96596.html