以下由武汉泰特沃斯科技有限公司色谱技术人员主要介绍离子液体在气相色谱中的应用。武汉泰特仪器产品涵盖气相色谱仪、气相色谱配套、样品处理设备、柱后衍生系统等，分析仪器系统供应商。

离子液体具有特有的物理化学性质，因此成为毛细管气相色谱固定相的理想材料。经过几十年的发展，色谱技术已经成为了现代化学中一项很重要的分离分析技术，并且被广泛地应用在石油、化工、环境、医药和食品等各个领域。目前常用的色谱分离技术主要有气相色谱、高效液相色谱、毛细管电泳、凝胶排阻色谱、离子交换色谱和超临界流体色谱等。其中，气相色谱法是以惰性气体为流动相的色谱分析法，具有高效、迅速、灵敏及应用范围广等特点，在许多分析实验室起着重要作用。

随着化学领域的快速发展，一些高沸点的化合物逐渐出现，这就需要研究沸点高、热稳定性好、化学性质稳定、选择性高的物质作为气相色谱的固定相，以满足所需。

1 气相色谱固定相的选择

气相色谱经过几十年的发展，已经成为了一项成熟的分析技术，但是依旧在不断地向前发展，目前气相色谱的关注热点主要是毛细管气相色谱的固定相，以获得选择性高、分离性能优异的气相色谱柱。一般情况下，适合做毛细管气相色谱柱固定相的固定液必须满足一定的条件：

（1）在使用过程中为液体，对混合物中的各组分具有一定的溶解能力；（2）具有较好的选择性，对混合物具有选择性分离的能力；（3）沸点高，挥发性小，并且具有良好的热稳定性；（4）具有良好的化学惰性，不与被分离物质发生不可逆的化学反应；（5）有适当的黏度，能均匀分布在毛细管柱内壁。

常见的气相色谱固定相有聚硅氧烷、聚乙二醇及其衍生物，特殊的气相色谱固定相有高分子液晶、冠醚、环芳烃、环糊精衍生物、金属有机框架化合物和碳纳米管等。高分子液晶主要用于分离位置异构体和多环芳烃；冠醚作为气相色谱固定相，具有选择性高、热稳定性好的特点，工作温度范围可达到70～300℃；环糊精衍生物属于手性固定相，主要用于分离对映体等手性化合物；金属有机框架化合物具有特有的网络结构，可在网格中放置不饱和金属配位点，使其吸附特定的小分子或离子，可用于分离一些位置异构体；碳纳米管具有表面积大、活化位点多、π-π作用力强的特点，主要用于分离标准的混合物，如烷烃、芳香族化合物、醇类和酯类等。

2 离子液体的概述

2.1 离子液体的定义及特性

离子液体（ionic liquids，ILs）是指一类在室温或接近室温下呈液态、完全由有机阳离子和有机或者无机阴离子所组成的盐，所以通常又被称为室温离子液体或室温熔融盐。一般情况下，在离子化合物中，阴阳离子之间的库仑力是主要作用力，库仑力与阴阳离子之间的距离成反比，即阴阳离子之间的距离越小，库仑力就越大，离子键就越强，离子化合物的熔点也就越高。由于离子液体中阳离子的体积比较大，所以阴阳离子之间的距离较远，导致离子液体的熔点较低，所以它在室温或接近室温状态下呈液态。离子液体作为一种新兴的溶剂，与其他传统有机溶剂相比，具有一些特殊的物理化学性质。

（1）离子液体的熔点低、液程较宽，一般在室温或接近室温的情况下呈液态或熔融态，而且几乎不挥发；

（2）离子液体具有出色的溶解性能，不仅对有机化合物、无机化合物甚至对部分大分子都有比较好的溶解能力；

（3）离子液体具有一定的黏度，且黏度随着温度的升高而明显减小；

（4）离子液体具有较高的电导率及较宽的电化学窗口，可应用于电化学领域；

（5）离子液体具有良好的热稳定性，不可燃性，是一种安全理想的溶剂，因此可应用于高温环境；

（6）最特殊的是离子液体具有“可设计性”，可以有目的性地设计不同结构的离子液体，以满足不同的应用需求，即实现离子液体的功能化。

因此，离子液体凭借其优异的物理化学性质，成为了毛细管气相色谱固定相的理想材料，被广泛地应用于毛细管气相色谱中。

2.2 离子液体的功能化

离子液体的功能化主要是利用离子液体本身的可设计性，根据需求不同，通过引入不同的功能基团，有针对性地调整离子液体的物理和化学性质。

引入胍基阳离子制备离子液体，并将其作为气相色谱固定相，该固定相不仅表现出很高的选择性，而且具有出色的热稳定性，工作温度最高可达到250℃。将聚合1-烷基-3-甲基咪唑离子液体作为气相色谱固定相，该固定相具有较好的涂覆性，对烷烃、醇类和芳香族位置异构体都具有较高的选择性分离性能。含有手性碳的离子液体作为气相色谱固定相，实验结果发现，该固定相对手性醇、亚砜、环氧化合物以及酰胺类的异构体具有较好的选择性。

因此，离子液体功能化的主要方法有：（1）在阳离子上引入不同的基团；（2）引入新型的阳离子母核；（3）阳离子聚合；（4）引入手性碳原子；（5）阴离子交换。当前的研究主要集中在对离子液体的有机阳离子进行功能化。

离子液体因其出色的物理化学性质，成为了毛细管气相色谱固定相的理想材料。在色谱分离过程中，离子液体表现出特有的双重选择性，即在分离极性物质时，表现出极性固定相的保留特点，而在分离非极性物质时，表现出非极性固定相的性质。另外，还可通过改变阴阳离子结构的方法来改变离子液体的物理化学性质，实现离子液体的功能化，以满足实际应用所需。因此，研究者们的研究热点还将集中在离子液体的功能化上，致力于研究出具有良好的成膜性、高选择性和热稳定性优异的离子液体；具有手性识别能力、热稳定性较高的手性离子液体也会成为研究热点，在手性分离方面发挥重要作用。