用於吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器的新的工作物對的製作方法
2023-06-09 20:58:36
專利名稱：用於吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器的新的工作物對的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器的新的工作物對。
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異機會，以及僅需要最小量的高級電能輸入用於液泵的運轉。
這種技術的特別實際和前瞻性應用是在依靠可再生類型能量，例如太陽能或地熱能的建築物的空氣調節中，以及在使用或回收許多工業過程中的廢熱中。
兩種變型的迴路之間可能產生差別1.吸收式熱泵(AHP)和吸收式制冷機(ARM)在這種工藝方案中，以相對的高溫水平(驅動熱量)向循環過程提供熱量，以中溫水平(加熱熱量)釋放熱量，以及以低溫水平從環境吸收熱量(環境的冷卻)。
AHP和ARM僅差別在於從環境吸收熱量以及由此在環境中發生冷卻，即制「冷」時的溫度水平不同。
2.吸收式熱轉換器(AHT)在這種工藝方案中，在中溫水平得到的熱量被引入循環過程，其部分轉化為高溫水平並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的情況下溫度低於0℃)熱量轉化的吸收過程已是公知的，並且已經實現工業化超過100年(例如US 3,638,452、US 3,626,716、DE 101 003 95)。儘管如此，這種技術至今仍未得到廣泛應用，人們大力研發合理使用能源的實用方法，特別是在加大探討能源和環境問題的範圍內。
這種情況的主要原因是缺乏用於這種工藝類型的在技術上有效、安全以及在操作上可靠的工作物對(揮發性工作物-吸收介質)。
在許多研究論文中，已經多次探討新的可行的工作物對，並且已經使用測定的混合數據對工藝加以模型化和模擬(參見D.Seher，Forschungsberichte des Deutschen Klte-und Klimatechnischen Vereins，第16期，1985；R.Hengerer，Dissertation Universltt Stuttgart，1991；A.O.Genssle，Fortschritt-Berichte VDI，第19系列，第130期，VDI Verlag2001；A.D.Lucas等人，Int.Journalof Refrigeration(國際製冷雜誌)27(2004)324-330)。
根據上述參考文獻，用於吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器的最佳工作物對的標準可以如下制定-無毒並且無爆炸性-高達約150℃下耐化學性-工作介質，例如水的汽化焓高-吸收介質中工作介質的溶解度高-在溶解於吸收介質中時，工作介質的蒸汽壓降顯著-吸收介質的低蒸氣壓趨於零-工作介質和吸收介質的混溶性非常徹底-工作介質以及吸收介質的導熱性良好-吸收介質以及工作介質與吸收介質的混合物的粘度低-工作介質和吸收介質都不能是腐蝕性的。
最後，如今不得不確定只有兩種體系(工作物對)用於吸收設備的實際運轉，即溴化鋰/水以及氨/水，後者主要用於ARM中。由於技術、生態學或安全原因，迄今已經否決了已研究的包含有機組分的所有物質對。
但是，主要使用的兩種體系具有嚴重缺點。
因此，在氨/水體系的情況下，由於吸收介質水的揮發性，因此在吸收回路中需要一個精餾器，以便實現兩種物質的幾乎完全分離，這樣使得工藝的總效率降低。另外，冷凝氨所需的壓力較高，使得設備必須設計成能承受適當的壓力。
類似於包含無機鹽的所有體系，工作物對溴化鋰/水具有一個明顯的混溶性區。如果低溫水平過低，鹽可能從溶液中結晶，並且由於阻塞管線、閥門和泵而使損壞設備。為了避免這一點，僅從溶液中移除少量水，以使溴化鋰的濃度不會升高的太多。結果，脫氣範圍減少，結果使設備效率下降。除這一影響之外，設備性能由於必須以吸收介質的溶劑形式在汽提器和吸收器之間輸送和冷卻相對大量的水而被進一步降低。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構材料。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緩解所述問題。該體系也尚未中工業中建立。
迄今研究的工作物對的缺點主要是工作物在吸收介質中的吸收性不良，工作物與吸收介質混溶性不徹底，以及吸收介質的揮發性。另外，在很多情況下在結構材料上發生嚴重腐蝕現象，使得更加難以使用這些工作物。
本發明的一個目的是找到適合用於吸收式熱泵、吸收式制冷機和/或熱變換器，並且沒有所述缺點的工作物對。
另一個目的是找到一種吸收介質，其具有的蒸氣壓足夠低以避免物質分離的問題，在預期溫度下穩定，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，其在研究的整個溫度範圍內為液態，以避免結晶問題以及能夠移出和使用存在於吸收介質中的全部工作物，例如水或氨。
自二十世紀四十年代末以來，已經知曉離子液體。這些是鹽熔體，其在室溫以及低於室溫的溫度下優選為液體，並且代表一種新的具有非分子的離子特性的溶劑類型。區別於已知鹽熔體的離子液體的通常限定為熔點低於80℃。為了該目的，其它參考文獻提出熔點低於室溫。對本專利申請而言，離子液體為處於純態的鹽，具有低於80℃，優選低於室溫的熔點。
產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、銨和磷與滷離子、四氟硼酸根、甲基硫酸根。另外，可以設想產生低熔點鹽的陽離子和陰離子的許多其它組合。
該類物質具有以下性能-對許多物質的溶劑性能良好-幾乎沒有蒸氣壓(因此不形成共沸物)-不可燃性-60℃至400℃的寬液相範圍離子液體、其製備、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應用)(NATO Science Series.li.Mathematics，Physics and Chemistry，92)；Robin D.Rogers(編輯)的Ionic Liquids(離子液體)「綠色化學的工業應用」(ACS Symposium Series，818)。
現在已經得到包含工作物和離子液體的工作物對。此外，現已發現離子液體可以在吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器中用作吸收介質。本發明也涉及包含工作物和離子液體作為工作物對的吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器。
工作物對包含A)工作物；B)離子液體。
對本發明而言，離子液體優選為如下通式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、鋶陽離子或磷陽離子，以及[Y]n-為一價、二價、三價或四價陰離子；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]+獨立地選自為[A]+所述的基團，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]+獨立地選自為[A]+所述的基團，[Y]n-如在B1)下所定義，[M1]+、[M2]+、[M3]+為一價金屬陽離子，[M4]2+為二價金屬陽離子，以及[M5]3+為三價金屬陽離子；上述鹽具有≤180℃的熔點。
對本發明而言，工作物為其汽化焓≥400KJ/kg的有機或無機液體，優選為水、氨、甲醇或含氯氟烴，例如氟利昂、氟利根。
在此，優選工作物為例如水、甲醇或氨，特別是氨。
該離子液體優選熔點≤150℃；特別是≤80℃。
在另外的優選實施方案中，離子液體的熔點為-50℃至150℃，特別為-20℃至120℃。
在另一個優選實施方案中，離子液體的熔點≤80℃，特別是≤室溫。
優選的是其中陽離子[A]+優選為通常包括1至5個、優選1至3個、特別優選1或2個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構的低聚物
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構的低聚物 在上述式(IVa)至(IVx)中，●基團R為具有1至20個碳原子的含碳有機、飽和或不飽和、無環或環狀、脂族、芳族或芳脂族基團，並且可以是未取代的或由1至5個雜原子或官能團插入或取代；以及●基團R1至R9各自彼此獨立地為氫、磺基或具有1至20個碳原子的含碳有機、飽和或不飽和、無環或環狀、脂族、芳族或芳脂族基團，並且可以是未取代的或由1至5個雜原子或官能團插入或取代的，其中在上述式(IV)中，連接到碳原子(而非雜原子)上的基團R1至R9可以另外為滷素或官能團；或來自R1至R9的兩個相鄰基團也可以一起形成具有1至30個碳原子的二價含碳有機、飽和或不飽和、無環或環狀、脂族、芳族或芳脂族基團，並且可以是未取代的或由1至5個雜原子或官能團插入或取代。
在基團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。如果含碳基團包含雜原子，那麼優選氧、氮、硫、磷和矽。特別是-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-NR′-、-N＝、-PR′-、-POR′-和-SiR′2-是優選的基團，其中基團R′為含碳基團的其餘部分。在其中基團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，它們也可以經由雜原子直接連接。
適合的官能團原則上是可以連接到碳原子或雜原子上的全部官能團。適合的實例為-OH(羥基)、＝O(特別是羰基)、-NH2(氨基)、＝NH(亞氨基)、-COOH(羧基)、-CONH2(羧醯胺)、-SO3H(磺基)和-CN(氰基)。官能團和雜原子也可以是直接相鄰的，這樣也包括多個相鄰原子，例如-O-(醚)、-S-(硫醚)、-COO-(酯)、-CONH-(仲醯胺)或-CONR′-(叔醯胺)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。
作為滷素，可以提及氟、氯、溴和碘。
基團R優選為●未支化或支化的C1-C18烷基，其可以是未取代的或由一個或多個羥基、滷素、苯基、氰基、C1-C6烷氧基羰基和/或磺酸基取代，並且具有總共1至20個碳原子，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各自優選為氫、甲基或乙基，p優選為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R特別優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。
優選的是，基團R1至R9各自彼此獨立地為●氫；●滷素；●官能團；●C1-C18烷基，其可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代，和/或由一個或多個氧和/或硫原子和/或一個或多個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、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代，和/或由一個或多個氧和/或硫原子和/或一個或多個取代或未取代亞氨基插入；●C6-C12芳基，其可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代；●C5-C12環烷基，其可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代；●C5-C12環烯基，其可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代；或●五或六元含氧、氮和/或硫的雜環，其可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代；或兩個相鄰基團一起形成●不飽和、飽和或芳環，其可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代，並且可以任選由一個或多個氧和/或硫原子和/或一個或多個取代或未取代的亞氨基插入。
可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代的C1-C18烷基優選為甲基、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、環戊基甲基、2-環戊基乙基、3-環戊基丙基、環己基甲基、2-環己基乙基、3-環己基丙基、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、對甲苯基甲基、1-(對丁基苯基)乙基、對氯苯甲基、2，4-二氯苯甲基、對甲氧基苯甲基、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、甲醯基、1，3-二氧戊環-2-基、1，3-二烷-2-基、2-甲基-1，3-二氧戊環-2-基、4-甲基-1，3-二氧戊環-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、乙醯基、CqF2(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、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代和/或由一個或多個氧和/或硫原子和/或一個或多個取代或未取代的亞氨基插入的C2-C18鏈烯基優選為乙烯基、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並且b＝0或1。
可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代的C6-C12芳基優選為苯基、甲苯基、二甲基苯基、α-萘基、β-萘基、4-聯苯基、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-乙醯基苯基、甲氧基乙基苯基、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、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代的C5-C12環烷基優選為環戊基、環己基、環辛基、環十二烷基、甲基環戊基、二甲基環戊基、甲基環己基、二甲基環己基、二乙基環己基、丁基環己基、甲氧基環己基、二甲氧基環己基、二乙氧基環己基、丁硫基環己基、氯環己基、二氯環己基、二氯環戊基、CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b，其中q≤30，0≤a≤q並且b＝0或1，或飽和或不飽和二環體系，例如降冰片基或降冰片烯基。
可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代的C5-C12環烯基優選為3-環戊烯基、2-環己烯基、3-環己烯基、2，5-環己二烯基或CqF2(q-a)-3(1-b)H2a-3b，其中q≤30，0≤a≤q並且b＝0或1。
可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代的五或六元含氧、氮和/或硫的雜環優選為呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吲哚基、苯並唑基、二氧雜環戊烯基、二氧雜環己烯基(Dioxyl)、苯並咪唑基、苯並噻唑基、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。
如果兩個相鄰基團一起形成可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代並且可以任選由一個或多個氧和/或硫原子和/或一個或多個取代或未取代的亞氨基插入的不飽和、飽和或芳環，它們優選形成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/或亞氨基的數目不受任何限制。通常而言，在基團中將有至多5個，優選至多4個，以及非常特別優選至多3個。
如果上述基團包含雜原子，則在任何兩個雜原子之間通常存在至少一個碳原子，優選至少兩個碳原子。
特別優選基團R1至R9各自彼此獨立地為●氫；●可以是未取代的或由一個或多個羥基、滷素、苯基、氰基、C1-C6烷基羰基和/或磺酸基取代並且具有總共1至20個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各自優選為氫、甲基或乙基，p優選為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。
對基團R1至R9加以非常特別優選，其各自彼此獨立地為氫或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。
非常特別優選其中陽離子[A]+為吡啶離子(IVa)的離子液體，其中●基團R1至R5之一為甲基、乙基或氯，以及其餘基團R1至R5各自為氫；●R3為二甲基氨基，以及其餘基團R1、R2、R4和R5各自為氫；
●全部基團R1至R5為氫；●R2為羧基或羧醯胺，以及其餘基團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，以及其餘基團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R1至R5之一為甲基或乙基，以及其餘基團R1至R5各自為氫。
作為非常特別優選的吡啶離子(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R1至R4之一為甲基或乙基，以及其餘基團R1至R4各自為氫。
非常特別優選其中陽離子[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各自彼此獨立地為氫、甲基或乙基。
作為非常特別優選的咪唑離子(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各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為吡唑離子(IVh)的離子液體，其中
●R1至R4各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為1-二氫化吡唑離子(IVi)的離子液體，其中●R1至R6各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[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各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為3-二氫化吡唑離子(IVk)或(IVk′)的離子液體，其中●R1和R2各自彼此獨立地為氫、甲基、乙基或苯基，以及R3至R6各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為咪唑啉離子(IVi)的離子液體，其中●R1至R2各自彼此獨立地為氫、甲基、乙基、1-丁基或苯基，R3和R4各自彼此獨立地為氫、甲基或乙基，以及R5和R6各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為咪唑啉離子(IVm)或(IVm′)的離子液體，其中●R1和R2各自彼此獨立地為氫、甲基或乙基，以及R3至R6各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為咪唑啉離子(IVn)或(IVn′)的離子液體，其中●R3和R4各自彼此獨立地為氫、甲基或乙基，以及R4至R6各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[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各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[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各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為咪唑烷離子(IVt)的離子液體，其中●R1和R4各自彼此獨立地為氫、甲基、乙基或苯基，R2和R3以及R5至R8各自彼此獨立地為氫或甲基。
非常特別優選其中陽離子[A]+為銨離子(IVu)的離子液體，其中●R1至R3各自彼此獨立地為C1-C18烷基；或●R1至R3各自彼此獨立地為氫或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。
非常特別優選的胍離子(IVv)為N，N，N′，N′，N″，N″-六甲基胍鹽。
非常特別優選其中陽離子[A]+為膽鹼離子(IVw)的離子液體，其中●R1和R2各自彼此獨立地為甲基、乙基、1-丁基或1-辛基，以及R3為氫、甲基、乙基、乙醯基、-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，以及R3和R4各自彼此獨立地為氫、甲基、乙基、乙醯基、-SO2OH或-PO(OH)2；或●R1為-CH2-CH2-OR4基團，R2為-CH2-CH2-OR5基團，以及R3至R5各自彼此獨立地為氫、甲基、乙基、乙醯基、-SO2OH或-PO(OH)2。
非常特別優選其中陽離子[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合產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●下式的滷離子和含滷化合物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-；●以下通式的矽酸根和矽酸酯基SiO44-、HSiO43-、H2SiO42-、H3SiO4-、RaSiO43-、RaRbSiO42-、RaRbRcSiO4-、HRaSiO42-、H2RaSiO4-、HRaRbSiO4-；●以下通式的烷基甲矽烷和芳基甲矽烷鹽離子RaSiO33-、RaRbSiO22-、RaRbRcSiO-、RaRbRcSiO3-、RaRbRcSiO2-、RaRbSiO32-；●以下通式的羰醯亞胺、二(磺醯基)醯亞胺和磺醯基醯亞胺離子 ●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-；●以下通式的滷素金屬酸鹽離子[MrHalt]s-，其中M為金屬，Hal為氟、氯、溴或碘，r和t為正整數並表示絡合物的化學當量，以及s為正整數並表示絡合物上的電荷；
●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；●絡合物金屬離子，例如Fe(CN)63-、Fe(CN)64-、MnO4-、Fe(CO)4-。
這裡Ra、Rb、Rc和Rd各自彼此獨立地為●氫；●C1-C30烷基或其被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-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、環戊基甲基、2-環戊基乙基、3-環戊基丙基、環己基甲基、2-環己基乙基、3-環己基丙基、甲氧基、乙氧基、甲醯基、乙醯基或CqF2(q-a)+(1-b)H2a+b，其中q≤30，0≤a≤q並且b＝0或1(例如CF3，C2F5，CH2CH2-C(q-2)F2(q-2)+1，C6F13，C8F17，C10F21，C12F25)；●C3-C12環烷基或其被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物，例如環戊基、2-甲基-1-環戊基、3-甲基-1-環戊基、環己基、2-甲基-1-環己基、3-甲基-1-環己基、4-甲基-1-環己基或CqF2(q-a)-(1-b)H2a-b，其中q≤30，0≤a≤q並且b＝0或1；●C2-C30鏈烯基或其被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-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並且b＝0或1；●C3-C12環烯基或其被芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-O-、-CO-或-CO-O-取代的衍生物，例如3-環戊烯基、2-環己烯基、3-環己烯基、2，5-環己二烯基或CqF2(q-a)-3(1-b)H2a-3b，其中q≤30，0≤a≤q並且b＝0或1；●具有2-30個碳原子的芳基或雜芳基或者其被烷基-、芳基-、雜芳基-、環烷基-、滷素-、羥基-、氨基-、羧基-、甲醯基-、-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●兩個基團一起形成的可以任選由官能團、芳基、烷基、芳氧基、烷氧基、滷素、雜原子和/或雜環取代並且可以任選由一個或多個氧和/或硫原子和/或一個或多個取代或未取代的亞氨基插入的不飽和、飽和或芳環。
非常特別優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(三氟甲基磺醯基)醯亞胺離子；二(五氟乙基磺醯基)醯亞胺離子；二(甲基磺醯基)醯亞胺離子；二(對甲苯基磺醯基)醯亞胺離子；三(三氟甲基磺醯基)甲基化物離子；二(五氟乙基磺醯基)甲基化物離子；對甲苯基磺酸根；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、對甲苯基磺酸根、四氟硼酸根和六氟磷酸根。
特別優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、對甲苯基磺酸根、四氟硼酸根或六氟磷酸根。
此外，特別優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+的二聚體的對應鹽，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，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R1、R2、R3、R4、R5各自彼此獨立地為氫；滷素、羥基，線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基； 其中R和R1各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R2、R3和R4各自彼此獨立地為氫，滷素、羥基，線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基； 其中R、R1各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R2、R3、R4各自彼此獨立地為氫，滷素、羥基，線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基； 其中R為氫；
線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R1、R2、R3、R4各自彼此獨立地為氫，滷素、羥基，線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基； 其中R為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R2、R3、R4、R5和R6各自彼此獨立地為氫；滷素、羥基，線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基；並且N-R1被氧代替； 其中R和R3各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R1、R2各自彼此獨立地為氫；滷素、羥基，線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基； 其中R和R1各自彼此獨立地為氫；
線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R2、R3各自彼此獨立地為氫；滷素、羥基，線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基； 其中R、R1、R2、R3各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；或R和R1各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R2和R3一起形成3-氧雜-1，5-亞戊基，其可以進而由以下基團取代滷素，羥基；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基；或R和R1各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；R2和R3一起形成1，4-亞丁-1，3-二烯基，其可以進而由以下基團取代滷素，羥基；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；-(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、矽氧烷或醯胺基；
其中R、R1、R2、R3、R4和R5各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基；或 其中R、R1、R2、R3各自彼此獨立地為氫；線性或支化C1-C20烷基，其可以帶有選自滷素、羥基、氰基、氨基和巰基的一個或多個基團；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、矽氧烷或醯胺基。
陰離子[Y]n-選自滷離子、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、有機硫酸根Ru-O-SO3-、二(磺)醯亞胺離子[Ru-SO2-N-SO2-Rv]-、結構[Ru-CO-N-CO-Rv]-和結構[Ru-SO2-N-CO-Rv]-的醯亞胺離子以及甲酸根，其中Ru和Rv各自彼此獨立地為線性或支化脂族或脂環族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，其中上述基團可以由一個或多個選自滷素和羥基的基團取代。
特別優選的工作物對包含水、甲醇或氨，特別是水或氨作為組分A)，以及根據以上特別實施方案之一的離子液體作為組分B)。這裡尤其優選的工作物對包含水作為組分A)。同樣尤其優選的工作物對包含氨作為組分A)。
同樣，特別優選的工作物對基於其總重量包含至少10重量％、優選至少20重量％、特別是至少30重量％的工作物作為組分A)。
同樣，特別優選的工作物對基於其總重量包含不超過90重量％、優選不超過80重量％、特別是不超過70重量％的離子液體作為組分B)。
此外，特別優選其中工作物和離子液體在-20至200℃、特別優選-5至150℃的溫度下是混溶性的工作物對。這裡，特別優選其中工作物為水的工作物對。
此外，特別優選其中工作物和離子液體在-60至100℃、特別優選-40至50℃的溫度下是混溶性的工作物對。這裡，特別優選其中工作物為氨的工作物對。
在另一個實施方案中，離子液體可以施加於適合的固體載體上。
本發明進一步提供離子液體在吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器中作為吸收介質的用途。對於其優選實施方案，類似地適用以上優選。
本發明還涉及包括液化器、膨脹機構、鍋爐和吸收器並且包含離子液體作為吸收介質的吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器。對於其優選實施方案，就離子液體而言類似地適用以上優選。
本發明另外還涉及包括液化器、膨脹機構、汽提器和吸收器並且包含工作物對的吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器，所述工作物對進而包含工作物和離子液體。對於其優選實施方案，就工作物對而言類似地適用以上優選。
本發明通過下面的實施例來說明。
根據本發明使用的離子液體具有可忽略的小蒸氣壓；由於在氨/水工作物對的情況下，避免了例如分離問題，因此根據本發明的包含離子液體和工作物的工作物對是特別有用的。
根據本發明使用的離子液體在溫度範圍的工作區域處於液態；由於不發生鹽結晶的問題，因此根據本發明的包含離子液體和工作物的工作物對是特別有用的。因此，總量的工作物、例如水可以從吸收介質中移出並用於冷卻(脫氣範圍寬)。此外，如在溴化鋰/水物質對的情況下，在汽提器和吸收器之間送吸收介質的過程中，僅必須冷卻吸收介質本身，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異；Blake等人，Proceedings of the 11thSolarPACES International Symposium，2002認為可以達到遠高於300℃的溫度。因此，本發明的工作物對也具有良好的穩定性和耐熱性。
此外，迄今已經測試的離子液體的毒性已經分類為低級(例如LD50＞1000mg/kg)；由於它們的蒸氣壓幾乎檢測不到，因此它們不形成潛在可燃的混合物，並因此既沒有爆炸危險也沒有毒性問題。
此外現已發現在溶解於離子液體例如甲酸2-羥乙基銨中時，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(藉助於在氣相中的FTIR光譜法)，測定甲酸2-羥乙基銨水溶液上方的水分壓。
在30.5℃，發現在包含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℃，發現在包含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。
對於既有的迄今已經使用溴化鋰/水工作物對進行操作的吸收式制冷機，所述工作物對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，而不必改變該設備的構造，以允許使用該新吸收介質進行的操作。
在優選的實施方案中，通常使用水/氨工作物對操作的吸收式熱泵可以使用離子液體/氨工作物對操作。在這種情況下，水/氨混合物的在其它情況下通常要進行的精餾變得不是必須的，因為通過氨的氣化，氨從離子液體中完全分離。
權利要求
1.一種用於吸收式熱泵、吸收式制冷機和基於吸收的熱轉換器的工作物對，其包含A)工作物，B)離子液體。
2.根據權利要求1的工作對，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、鋶陽離子或磷陽離子，以及[Y]n-為一價、二價、三價或四價陰離子；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]+獨立地選自為[A]+所述的基團，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]+獨立地選自為[A]+所述的基團，[Y]n-如在B1)下所定義，[M1]+、[M2]+、[M3]+為一價金屬陽離子，[M4]2+為二價金屬陽離子，以及[M5]3+為三價金屬陽離子。
3.根據權利要求1或2的工作對，包含式I、II或III的離子液體作為組分B。
4.根據權利要求1或2的工作對，包含式I、II或III的至少一種離子液體作為組分B。
5.根據權利要求1至4任一項的工作對，其中離子液體在-20至200℃、優選0至180℃、特別優選20至150℃的溫度下為液態。
6.根據權利要求1至5任一項的工作物對，其中工作物和離子液體在-20至200℃、特別優選-5至150℃的溫度下是混溶性的。
7.根據權利要求1至6任一項的工作物對，其中工作物為水。
8.根據權利要求1至5任一項的工作物對，其中工作物和離子液體在-60至100℃、特別優選-40至50℃的溫度下是混溶性的。
9.根據權利要求1至5和8任一項的工作物對，其中工作物為氨。
10.根據權利要求1至9任一項的工作物對在吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器中的用途。
11.離子液體在吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器中作為吸收介質的用途。
12.一種吸收式熱泵、吸收式制冷機或熱變換器，其包括液化器、膨脹機構、鍋爐、吸收器和工作物對，所述工作物對進一步包含工作物和吸收介質，其中吸收介質為離子液體。
13.一種吸收式熱泵，其中工作物吸收在如權利要求2至4任一項中所述的離子液體中。
14.一種吸收式制冷機，其中工作物吸收在如權利要求2至4任一項中所述的離子液體中。
15.一種吸熱轉換器，其中工作物吸收在如權利要求2至4任一項中所述的離子液體中。
全文摘要
本發明涉及一種工作物對，其包含工作物和離子液體，涉及所述工作物對在吸收式熱泵、吸收式制冷機和熱轉換器中的用途，以及涉及相應的設備。
文檔編號C09K5/10GK1957057SQ200580016303
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月23日 優先權日2004年5月21日
發明者A·博埃斯曼, T·舒伯特 申請人:巴斯福股份公司