離子液體是一種可依應用所需的物理化學性質來組合不同陽離子與陰離子的溶劑，因此離子液體溶劑也被認為是設計者溶劑(Designer Solvent)(1)。近年來，另一種新型態之離子液體—深共熔溶劑(Deep Eutectic Solvents; DES)也深受重視，此類離子液體是由四級胺塩鹵化膽鹼與氫鍵提供者諸如甘油、有機酸、尿素等，以一定莫耳比例混合，使其達到共熔點之共熔混合物，共熔混合物離子液體與一般之咪唑類(Imidazolium)離子液體一樣，皆具有良好之溶劑性質、電化學性佳、高導電性與非揮發性，與傳統的離子液體比較，深共熔溶劑離子液體具有下列優點：①合成簡易；②原物料便宜；③高環保特性。
離子液體的物理化學性質
離子液體獨特的結構與溶劑性質，使其在特定環境中可與不同的化合物有著相互間作用力存在。從微結構來看，其分子具有疏水性區域與高極性親水區域，而極性區段與非極性區段的成分與大小對於化學反應的活性有重大影響，例如，這種特殊結構具有相當好的自我排列(Self-organization)特性，所以有不少材料化學家利用此特性來製備規則排列的奈米無機物，如奈米粒子、奈米管等；也經常被應用在無機合成方面，如合成沸石(Zeolite)的製備。
離子液體在化學工業上的應用
4. 電化學應用
近年來，有不少研究探討離子液體做為先進電池電解液的可行性，目前在鋰電池、超級電容器(Supercapacitors)、染料敏化電池(Dye Sensitized Solar Cell)、熱電化學電池(Thermoelectrochemical Cell)、燃料電池(Fuel Cell)等都有相關研究。這些研究依三種離子液體：非氫根(Aprotic)、氫根(Protic)及兩性(Zwitterionic)而有不同的電化學應用範圍。於鋰電池應用方面，離子液體的熱穩定溫度較高，可在一個寬距溫度範圍內與鋰離子穩定共存，但必須克服離子液體的高黏度課題。於燃料電池應用方面，使用含氫根離子液體當作電解質，可使操作溫度達100˚C以上。染料敏化電池係將太陽能直接轉換成電能，一般的電解質易揮發且易受到水或氧影響，若以離子液體做為電解質，則可避免上述現象發生。
使用離子液體可讓電沉積程序在室溫下進行，也讓一些對水敏感的金屬或半導體的電沉積程序因此可行。目前也有以離子液體微乳液做為電沉積程序中電解質的文獻報導，離子液體可取代水，於界面活性劑存在下形成微乳液(Microemulsion)。有些親水性化合物不溶於某種離子液體，而可溶於或均勻分散於離子液體微乳液時，便可改用離子液體微乳液當作反應介質。
5. 無機材料合成時的反應介質
(2)離子液體輔助微波加熱法
微波加熱方式應用於合成化學，係自1986年以來即快速地發展。而從微波加熱的原理來看，離子液體含有高極性(High Polarizability)的有機正離子，是一種良好的吸收微波介質。因此，新的微波加熱/離子液體的加熱(Microwave-assisted Ionic Liquid; MAIL)方法便被積極探討，其反應時間可從24小時大幅縮短至3分鐘。離子液體輔助微波加熱法結合離子液體與微波加熱技術的優點，為現今液相化學合成開闢了新途徑，已被認為是一種有機合成(Organic Synthesis)及無機奈米材料的快速方法，所合成的無機奈米材料具有粒徑小、分布窄且形態均一等特性。
7. 離子液體在分析及分離化學方面的應用
(2)氣體的吸附
美國勞倫斯國家實驗室的研究人員利用離子液體做為二氧化碳吸收劑，開發出一種乾淨、穩定和高效的捕獲二氧化碳新方法，所使用的離子液體之二氧化碳溶解度是目前最有效有機溶劑的兩倍。使用離子液體做為二氧化碳吸收劑，可克服一般使用的單乙醇胺諸多缺點且更清潔、更易於使用。離子液體種類繁多，因此，有多種具有潛在的高二氧化碳溶解度之離子液體可供選擇。
離子液體潛在的工業應用就是一些具高毒性、易燃且具有反應活性氣體的儲存與運送，特別是電子工業中常使用的毒性氣體Phosphine(PH3)、Boron Trifluoride(BF3)、Arsine(AsH3)，離子液體可與其形成化學錯合(Chemical Complexation)增加儲存與運送安全性……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文。
作者：張敏超 / 工研院材化所