一种负自由基离子液体及自组装离子分离法.pdf

负自由基离子液体，即为H2O·OH·；是一种新型化工原料。它是由强碱性电解质溶液，通过自组装-离子分离法制备而成。由于碱金属，碱土金属具有重复电离的机理，因此在一次投料中，可以重复制备负自由基离子液体。该负自由基离子液体，具有独特的特性，因此具有极其广泛的用途。例如，农业生产的杀菌灭病、化工生产中制取化工新型材料，第三产业各种设施的消毒，以及环境消毒、空气净化，污水处理，甚至作为生物战的武器，也有可能成为未来的绿色燃料，水变为油成为现实。所以，负自由基离子液体，是未来最重要的最基本的化工原料。

1、  一种负自由基离子液体，其特征在于：负自由基离子液体由如下质量百分比的物质通过自组装-离子分离法制备而成，吸收正离子材料为0.1～10％，强碱性电解质为0.5～50％，水为50％～99.4％。

2、  根据权利要求1所述的负自由基离子液体，其特征在于：所述的吸附正离子材料，包括天然的硅酸盐；或合成材料如二氧化硅，氢氧化铝；或有机硅，如聚二甲基硅氧烷；或有机硅/无机硅纳米复合物。

3、  根据权利要求1所述的负自由基离子液体，其特征在于：所述的强碱性电解质包括碱金属、碱土金属及其氧化物，以及“三废”中的上述氢氧化物。

4、  根据权利要求1所述的负自由基离子液体，其特征在于：所述水包括去离子水和硬水。

5、  一种制备如权利要求1所述的负自由基离子液体的自组装离子分离法，其特征在于：包括下列工艺流程及其工艺条件：
(1)、强碱性电解质预处，要达到以下要求：溶剂：水为50％～99.5％；浓度：强碱性电解质为0.5～50％；温度：室温到100摄氏度；纯度：无杂质；
(2)、吸附正离子溶液的制备：正离子吸附材料为0.1～10％；水为90～99.9％，在50℃-100℃之间制备而成；
(3)、在自组装中分离：在室温至100℃之间，自组装分为两个层次：第一个层次为负自由基离子自组装，自组装成负自由基离子液体，即为H₂OOH^-；第二个层次为正离子自组装，自组装成不溶于水的凝聚体；通过两个层次的自组装，一个是液体，另一个是不溶于水的凝聚体，其中正离子转化为金属氢氧化物，由此得到了分离，这个过程为1-30min；在静态中，进一步分离，其时间为1-48小时；
(4)、分离负自由基离子液体：根据悬浮或沉淀，决定负自由基离子液体排出部位；
(5)、重复制备负自由基离子液体：由于不溶于水的凝聚体中的正离子，会转化为金属氢氧化物，因此加入配方计量水，其水温为室温至100℃，搅拌0～30min，原来的自组装主体与组装对象分离，其中碱金属、碱土金属氢氧化物又进入重复电离机理；同时又进入两个层次的自组装，可重复制得负自由基离子液体；
(6)、精滤：对负自由基离子液体再作过滤；
(7)、灌装。

6、  根据权利要求书5所述的制备负自由基离子液体的自组装离子分离法，其特征在于：自组装分为两个层次：第一个层次为负离子的自组装，即以水分子(H₂O)为自组装主体，以负自由基离子(OH·)为组装对象，通过氢键自组装成负自由基离子液体，即为H₂OOH·；第二个层次为正离子自组装，以(RCOO)SiO^3-为自组装主体，以正离子为组装对象，通过分子之间的作用力，自组装成不溶于水的凝聚体，通过两个层次的自组装，一个为液体，另一个为不溶于水的凝聚体，由此得到了分离。

一种负自由基离子液体及自组装离子分离法
技术领域
本发明涉及涉及纳米科学与技术领域，主要是一种负自由基离子液体及自组装离子分离法。
背景技术
自工业化以来，给人类带来了物质文明和精神文明，但也给人类带来三大治理问题，即为水、空气和土壤污染。这关系到人类生存安全问题和可持续发展问题。虽然，采用了很多处理方法，取得了一定效果，但没有从根本上改变，甚至越来越严重。在治理过程中，其核心技术是氧化技术。传统氧化剂不尽人意，并会带来二次污染。因此，自20世纪80年代以来，发展了高级氧化技术。高级氧化技术分化学方法和光化学方法。化学方法包括O₂/H₂O₂、H₂O₂/Fe²⁺(Fenton体系)、高PH(＞8.5)下的臭氧氧化技术；光化学方法包括O₃/uv、H₂O₂/uv、O₃/H₂O₂/uv、photo-fenton、类fenton体系、UV/TiO₂.其特点是在反应过程中能够产生羟基自由基(OH·)具有较高的氧化电位(+2.8V)，是非选择性氧化剂，在氧存在下，羟基自由基的进攻反应会引发一系列的复杂反应，导致有机物的分解和矿化。高级氧化技术是以产生羟基自由基为标志的，因此通过不同途径产生羟基自由基是当今国内外研究的热点。本发明为第三种方法，即为自组装-离子分离法，制取负自由基离子液体，即为H₂O·OH·。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足，而提供一种负自由基离子液体及自组装离子分离法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种负自由基离子液体，是由如下重量百分比的物质，即为吸附正离子材料为0.1-10％；强碱性电解质为0.5-50％；水为50-99.4％，是由强碱性电解质溶液通过自组装-离子分离法制备而成。
其中，吸附正离子材料，包括：1天然的硅酸盐；2合成材料，如二氧化硅、氢氧化铝；3有机硅，如聚二甲基硅氧烷；4特种纳米材料，如有机硅/无机硅纳米复合物。在上述四种类型材料中，以有机硅/无机硅纳米复合物为优选。因为，有机硅/无机硅纳米复合物，如x(RCoo)_nSi(O_4-n)/y(SiO₄)^4-，在一定工艺条件下，可以转化为xRCOOH和(x+y)Si(OH)₄，并且形成缔合分子。该缔合分子，既有类表面活性剂的特性，又有有机硅醇的特性。它对PH值非常敏感，在不同PH值中会形成不同结构和性质。在强碱性电解质溶液中，会中和反应形成盐和双电层，并能使吸附粒子表面有机化，由于疏水基团之间的相互作用，会形成不溶于水的凝聚体。
其中，强碱性电解质包括碱金属、碱土金属。碱金属是指周期表中的第I族元素，包括锂Li、钠Na、钾K等六种元素，其中以钠、钾、锂及其氧化物为优选。碱土金属是指周期表中第II族主族中钙Ca、钡Ba、锶Sv、镁Mg等六种元素，其中以钙、钡及其氧化物为优选。还包括工业生产中“三废”的上述氢氧化物。因为强碱性电解质、在一定浓度、一定温度条件下，在水介质中能够完全电离，并形成重复电离机理，通过氢键，OH·与H₂O自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·，并能达到极限浓度。
其中，水，包括硬水和去离子水。其作用：1溶剂；2作为化合物参与其中化学反应；3分子扩散、离子迁移通道和自组装场所；4负自由基离子的载体。
上述物质是经过：1强碱性电解质预处理；2吸附正离子溶液的制备；3在自组装中分离；4分离负自由基离子液体；5重复制备负自由基离子液体；6精滤；7灌装等工序，由此制备而成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·所述的制备步骤作如下详细说明。
1强碱性电解质预处理
强碱性电解质品种很多，有固体也有液体，还包括工业生产中的“三废”。采用不同强碱性电解质，其预处理方法也不尽相同。首先，通过溶液的过滤等方法，除去杂质。根据自组装-离子分离法的需要，预处理要达到以下要求：1溶剂：水为50-99.5％；2浓度：强碱性电解质为0.5-50％；3温度：室温至100摄氏度；4纯度：越高越好。
2吸附正离子溶液的制备
(1)有机硅/无机硅纳米复合物的转化
取有机硅/无机硅纳米复合物和水，分别加入到反应釜中，加热升温至50-100℃，致使有机硅/无机硅纳米复合物完全熔融、溶解，并使反应如下：
x(RCOO)_nSi(O_4-n)+nH₂O-＞xRCOOH+XSi(OH)₄
Y[SiO₄]^4-+2H₂O-＞ySi(OH)₄+O₂^↑
在转化过程中，体系中形成两组化合物：一组为脂肪酸，即为RCOOH；另组为正硅酸，即为[(x+y)Si(CH)₄]。
(2)自组装成缔合分子和分子聚集体
RCOOH，采用长碳链，而长碳链RCOOH是两亲分子，其中R是亲油的，而羧基-COOH，是亲水的。由于亲油基和亲水基极不对称，因此是不溶水的，在同一体系中，正硅酸[Si(OH)₄]是亲水的，而且是有极强的亲水性。同时，两者又具有形成氢键的功能。因此，在体系自由能最小化原则支配下，RCOOH和Si(OH)₄自组装成氢键，形成了缔合分子。此缔合分子既具有表面活性剂的，又有类似有机硅醇的特性。根据表面活性剂的特性，不同浓度会形成不同形状的分子聚集体。在强碱性电解质溶液中，缔合分子中的氢键会转化为化学键，并形成负氧，如RCOOSiO₃^3-，具有极强的吸附正离子功能，以及与负自由基离子液体分离的功能。
3、在自组装中分离
自组装分为两个层次，第一个层次是负自由基离子的自组装；第二个层次是正离子的自组装，由此得到了分离。
(1)在重复电离机理中，不断地自组装负自由基离子液体
将经过预处理的强碱性电解性水溶液，加入到反应釜中，温度控制在室温至100℃，搅拌0-30min，达到分子级水平，进入到重复电离机理(注：在预处理过程中，已进入重复电离机理和自组装负自由基离子液体过程)。以NaOH为例，其重复电离机理如下：
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e(自由电子)
在进入重复电离机理时，同时进入第一个层次的自组装，即以水分子(H₂O)为自组装主体，以负自由基离子(OH·)为组装对象。由于负自由基离子：一是根据柯尔劳许离独立移动定律，能够独立迁移；二是迁移速度比金属离子快，其迁移速度为20.5×10^-8(uv/cm²，S^-1、V^-1)；三是亲水性；四是与水分子具有形成氢键的功能，因此能够自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·，由于负自由基离子得到了热力学上的稳定性，因此钠离子得到了一个自由电子还原为金属钠。
Na⁺+e-＞Na
金属钠又会分解水，生成氢氧化钠和氢。
2Na+2H₂O-＞2NaOH+H₂^↑
氢氧化钠又会电离。
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e(自由电子)
这是一个重复电离机理，也是一个不断地自组装负自由基离子液体的过程。在重复电离和不断地自组装过程中，负自由基离子浓度越来越大，水溶液碱性越来越强，所以说强碱性电解质分子不存在与离子之间平衡问题。
(2)在分子扩散中两“转化”
在搅拌强碱性电解质水溶液中，吸附正离子溶液，由反应釜顶部大量加入，形成分子扩散和混合。混合均匀后，停止搅拌，温度控制在室温至100℃。此时，吸附正离子溶液中的，如(RCOOH₂O)Si(OH)₃缔合分子遇到碱性，发生两“转化”；一是由(RCOOH₂O)Si(OH)₃转化成(RCOO)Si(OH)₃，即由氢键转化为化学键；二是(RCOO)Si(OH)₃转化为(RCOO)SiO₃^3-，即有氢氧键转化为负氧。
(3)在两转化过程中自组装与分离
在两转化过程中，进入第二个层次自组装，如以(RCOO)SiO₃^3-为自组装主体，以碱金属、碱土金属离子为组装对象，自组装主体强烈的吸附着正离子，自组装成微粒，即为{(RCOO)Si[O·(Na⁺)n]₃}_m。其中自组装主体中的R，由于是长碳链，会自发的复盖在颗粒表面，使吸附颗粒表面有机化，形成疏水性基团。由于疏水性基团相互之间的作用，又形成不溶于水的凝聚体，沉淀或悬浮(决定于正离子比重大小)，与此同时，被吸附的正离子转化为金属钠，即为{(RCOO)Si[O(Nan⁺)₃]_m。其反应如下：
Na⁺+e-＞Na
金属钠又分解水，产生氢氧化钠和氢。
2Na+2H₂O-＞2NaOH+H₂^↑
这时，沉淀或悬浮的不溶于水的凝聚体{(RCOO)Si[O(NaOH)_n]₃}_m不再电离。它是一次投料，重复制备负自由基离子液体奠定物质基础。也是重复制备负自由基离子的液体的理论依据。
在进入第二个层次自组装时，第一层次的自组装仍在继续进行。当负自由基离子达到极限浓度，即为所有水分子自组装了负自由基离子，即为H₂O·OH·，才停止重复电离和自组装。
通过两个层次的自组装，负自由基离子为负自由基离子液体，正离子为不溶于水的凝聚体(注：已转化为氢氧化物)，由此得到了正、负离子分离。
这个过程为5-30min。
(4)在静态中进一步分离
由于吸附正离子的颗粒有大有小，大的很快形成凝聚体，往上浮动，成为悬浮的不溶于水的凝聚体；或者往下沉淀，形成不溶于水的沉淀凝聚体。但是，很小的微粒，仍在负自由基离子液体中游动，因此需要一定时间，往上或往下游动，与不溶于水的凝聚体连成一体，这个过程为1-48小时。
4、分离负自由基离子液体
由正离子自组装而成的不溶于水的凝聚体沉淀或悬浮；由负自由基离子自组装而成的成为液体。根据沉淀或悬浮，决定分离部位和方法。凝聚物悬浮于表层，负自由基离子液体，可以从釜底排出；凝聚体沉淀于釜底，负自由基离子液体可从中部部位排出。为避免杂物流入，在排出口需要安装过滤设施。此时，排出的负自由基离子液体(H₂O·OH·)即为工业级产品。
5、重复制备负自由基离子液体
不论悬浮或沉淀的凝聚体，排出负自由基离子液体之后，都沉淀于釜底。由于凝聚体中碱金属、碱土金属正离子转化为氢氧化物，因此当加入计量的水，搅拌0-5min，自组装主体与碱金属、碱土金属氢氧化物分离，如{(RCOO)Si[O(NaOH)_n]₃}_m-＞mRCOOSiO₃^3-+[(n+m)NaOH]。这时，碱金属、碱土金属氢氧化物又会进入重复电离机理。以NaOH为例，其重复电离机理如下：
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e(自由电子)
在重复电离机理中，同时进入第1个层次的自组装，即以水分子(H₂O)为自组装主体，以负自由基离子OH·为组装对象，通过氢键自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·。这时，钠离子又会还原为金属钠。
Na⁺+e-＞Na
金属钠又会分解水产生氢氧化钠和氧。
2Na+2H₂O-＞2NaOH+H₂^↑
氢氧化钠又会电离。
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e(自由电子)
这是一个重复电离的过程。也是负自由基离子不断地自组装过程。与此同时，如以RCOOSiO₃^3-为自组装主体，与钠离子自组装也在不断地进行。通过两个层次的自组装，正离子形成不溶于水的悬浮物，其中钠离子转化为氢氧化物；负离子形成负自由基离子液体，由此得到了初步分离。这个过程为5——30min。
在初步分离的基础上，进一步静态中分离，时间为1——48小时。
一次投料，由于碱金属、碱土金属具有重复电离机理，从理论上可以反复制备负自由离子液体，实际上由于有机物的损耗，一般为5-10次。
6、精滤
为制备医用级产品，例如消毒用，可将负自由基液体再过滤一次，可除去微量杂质。
7、灌装
根据不同需要，采用不同灌装桶进行灌装。
经过上述步骤制成功负自由基离子液体，具有独特的特性和广泛的用途。
本发明的优点在于：据所见文献，目前还没有一种化学方法，能够分离正、负离子。自组装——离子分离法研制成功，对强碱性电解质进行正、负离子分离，制得负自由基离子液体，不仅具有重要的理论意义，更具有现实意义，可以开发一个新的领域。这种方法的主要特征：
1、在水介质中自组装与离子分离
体现在：(1)水介质为自组装与离子分离提供了准备条件，如强碱性电解质完全电离，吸附正离子溶液的制备；(2)水介质为自组装与离子分离提供了场所，如分子扩散、离子迁移的通道以及自组装的场所；(3)水介质为负自由基离子提供了载体，如负自由基离子通过氢键与水分子自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·。可以说，没有水介质就不存在自组装——离子分离法。
2、在重复电离机理中，不断地分离出负自由基离子，不断地自组装成负自由基离子。利用这一机理，既可以使OH·达到极限浓度(注：所谓极限浓度，即为所有水分子与OH·自组装成H₂O·OH·)，又可一次投料，重复制备负自由基离子液体。
3、在自组装——离子分离过程中，自组装分为两个层次：第一个层次是负自由基离子的自组装，自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·；第二个层次是正离子的自组装，自组装成不溶于水的凝聚体。一个是液体，另个是不溶于水的凝聚体，所以正负离子能够得到很好的分离。
4、在电离中自组装负自由基离子液体。强碱性电解质，得到了完全电离后，由于离子能够独立移动；由于负自由基离子迁移速度快；由于负自由基离子具有亲水性；由于负自由基离子与水分子具有自组装成氢键的功能，因此能够快速地自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·。同时，还解决了负自由基离子(OH·)热力学上的稳定性问题。
5，在自组装-离子分离中的协同作用。协同作用体现在：1，RCOOH与Si(OH)₄协同作用，自组装成(RCOOH₂O)Si(OH)_4n缔合分子；2，强碱性电解质溶液，为RCOOH与Si(OH)_4-n缔合分子的两个转化提供强碱性条件；3，强碱性电解质能够重复电离，是水介质提供了通道和水源；4，水介质中的水分子，为负自由基离子的自组装，提供了载体；5，正离子自组装主体，即为如RCOOSiO₃^3-中的R是长碳链，使吸附粒子表面有机会化，形成了不溶于水的凝聚体，为正负离子分离提供了可靠地保证。在自组装-离子分离法，协同作用起到关键作用。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，但应理解这些实施例并不是限制本发明的范围，在不违背本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对本发明作出改变和改进以使其适合不同的使用情况，条件和实施方案。
如图所示，这种制备负自由基离子液体的自组装离子分离法，包括下列工艺流程及其工艺条件：
步骤1：强碱性电解质预处理
取固体氢氧化纳15kg，取200kg去离子水分别加入到反应釜中，溶解。待用。
步骤2：制备吸附正离子溶液
取7.5kg有机硅/无机硅纳米复合物，取150kg去离子水，分别加入到反应釜中，然后加热升温至90±5℃，恒温，直至有机硅/无机硅纳米复合物完全熔融、溶解，成为吸附正离子溶液。待用。
如何转化反应，前面步骤中已作详细说明。
步骤3：在自组装中分离
自组装分为两个层次：第一个层次为负离子自组装；另一个层次为正离子自组装，在自组装中两者得到了分离。
1在重复电离中自组装负自由基离子液体。
碱金属与碱土金属不同，碱金属氢氧化钠溶于水。因此，不需机械搅拌，溶于水之后，自发地形成重复电离机理。其重复电离机理如下：
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e
在重复电离的同时，进入第一个层次的自组装，即以水分子为自组装主题，以负自由基离子OH·为组装对象；由于OH·与水分子具有自组装氢键的功能，因此快速地不断地自组装负自由基离子液体，并且具有热力学上的稳定性。于此同时，钠离子得到了自由电子，还原为金属钠。
Na⁺+e-＞Na
金属钠又会分解水，形成氢氧化钠和氢。
2Na+2H₂O-＞2NaOH+H₂^↑
氢氧化钠完全电离
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e
因此说，这是一个重复电离机理。随着重复电离的展开，碱性越来越强，是一个负自由基离子浓度提高过程。同时，也是一个不断地快速地自组装负离子的过程。重复电离机理证明了氢氧化钠分子不存在与负自由基离子平衡问题。也证明了一次投料可以重复制备自由基离子液体的机理。
2在分子扩散中两“转化”
在自组装负自由基离子液体的过程中，吸附正离子溶液，由釜顶大流量加入，并很快地扩散到整个体系。在分子扩散过程中，如(RCOOH₂O)Si(OH)₃遇到碱性，发生两“转化”：一是RCOOH离子化，由氢键转化为化学键，形成(RCOO)Si(OH)₃；二是，由(RCOO)Si(OH)₃转化为RCOOSiO₃^3-，氢氧基转化为负氧。这就使(RCOO)SiO₃^3-，成了正离子自组装主体。
3在两转化过程中自组装正离子与分离
在两转化过程中，(RCOO)SiO₃^3-进入第二层次自组装。它是以RCOOSiO₃^3-为自组装主体，以正离子Na⁺为组装对象，自组装主体强烈地吸附着钠离子，形成盐和双电层，即为。由于自组装主体中有R，而R又是长碳链，因此吸附了钠离子的颗粒表面上会形成有机化，然后形成疏水性基团，疏水性基团之间相互作用，又会形成不溶于水的凝聚体，并渐渐地往上游动，成为悬浮物(钠的比重小于水)
在不溶于水的悬浮物中，钠离子会还原为金属钠。
Na⁺+e-＞Na
金属钠又会分解水，形成氢氧化钠和氢。
2Na+2H₂O-＞2NaOH+H₂^↑
这时，不溶于水的凝聚体中的氢氧化钠，不再电离。在第二个层次自组装中，同时也存在第一个层次的自组装。当OH·的浓度达到极限，即所有的水分子自组装了负自由基离子，成为H₂O·OH·，自组装体停止自组装。随着离子自组装的停止，正离子自组装体与负离子自组装体渐渐地分离，上层为不溶于水的凝聚体，下层为负自由基离子液体。由此得到了正负离子初步分离。这个过程为30min。
4在静态中进一步分离。
由于吸附正离子颗粒有大有小，大的很快形成不溶于水的凝聚体，往上游动，最终成为悬浮物。但是，很小的微粒，仍在H₂O·OH·中游动，需要一定时间，才与悬浮物凝聚体连在一起。这个过程，需要12小时。
步骤4：分离负自由基离子液体
悬浮物在上层，负自由基离子液体在下层，层次分明，固此很容易进行分离。根据上述情况，负自由基离子液体可以从底部排出。为防治杂质流入，需在排出口安装过滤装置。此时，分离出来的负自由基离子液体，即为工业级产品。
步骤5：重复制备负自由基离子液体。
悬浮的不溶于水的凝聚体，通过排出负自由基离子液体，沉在釜底。前面已经论述，此事的钠离子已转化为氢氧华纳。加上计量水500Kg，搅拌0-10min。在搅拌过程中，凝聚体分离，分成RCaSiO₃^3-与氢氧化钠，停止搅拌后，在静态中，氢氧化钠又会进入重复电离机理。
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e
钠离子又会还原为金属钠。
Na⁺+e-＞Na
金属钠又会分解水，形成氢氧化钠和氢。
2Na+2H₂O-＞2NaOH+H₂^↑
氢氧化钠又会电离
NaOH-＞Na⁺+OH^-+e
在重复电离机理中，又会不断地分离出负自由基离子(OH·)，于此同时，进入两个层次自组装：第一个层次为负自由基离子与水分子的自组装，形成H₂O·OH·，即为负自由基离子液体；第二个层次是正离子的自组装，形成不溶于水的悬浮凝聚体。两个层次的自组装是交叉进行的，反复进行的。当悬浮凝聚体中的钠离子，转化为氢氧化钠：当负自由基离子与现存的水分子自组装成H₂OOH·OH·，达到极限浓度，重复电离与自组装停止进行。
通过两个层次的自组装，一个是不溶于水的悬浮凝聚体，即为正离子自组装；另一个是与水分子自组装成H₂O·OH·，成为液体，即为负离子自组装。通过两个层次的自组装，正负离子得到了分离。这个过程约为5-30min。
在静态中进一步分离，这个过程为12小时。
一般可以一次投料，重复制备负自由基离子液体为5-10次。
步骤6：精滤
药用级产品，需对负自由基离子液体再过滤。
步骤7：灌装
可根据不同需要，采用不同的灌装桶进行灌装。
实施例2：
步骤1：强碱性电解质预处理
取氧化钙9.5Kg，用80+-5℃热水200Kg消化，然后过滤，除去残渣。
待用。
步骤2：制备吸附正离子溶液
取有机硅/无机硅纳米复合物7Kg和去离子水25Kg，分别加入到反应釜中，加热升温至90+-5℃，恒温，直至熔融、溶解，其转化过程与例1相同。
步骤3：在重复电离中自组装与分离
自组装分为两个层次，一个层次是负自由基离子的自组装；另一个层次是正离子的自组装。在正离子自组装过程中，两个层次的自组装是交叉的，反复进行的。通过两个层次的自组装，正负离子得到了分离。
1在重复电离中自组装负自由基离子液体
碱土金属与碱金属不同，碱土金属中的氢氧化钙几乎不溶于水。因此，经过预处理的氢氧化钙，很快沉淀。因此，对氢氧化钙水溶液需要搅拌，约为1-5min。在搅拌过程中，氢氧化钙进入重复电离。其实，在预处理过程中，已经重复电离，已经不断地自组装负自由基离子液体。其重复电离机理如下：
Ca(OH)₂-＞Ca²⁺+2OH^-+2e
在电离过程中，同时进入自组装。其中OH·，以水分子为自组装主体，以OH·为组装对象，自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·。于此同时，钙离子Ca²⁺又会还原为金属钙。
Ca²⁺+2e-＞Ca
金属钙又会分解水，生成氢氧化钙和氢。
Ca+2H₂O-＞Ca(OH)₂+H₂^↑
氢氧化钙又会电离。
Ca(OH)₂-＞Ca²⁺+2OH^-+2e
这是一个重复的快速电离机理，同时也是也是一个快速的不断地自组装负自由基离子液体过程。这个过程，提高了水溶液的碱性，即为负自由基离子的浓度。
(2)在分子扩散中两“转化”
在搅拌过程中，吸附正离子溶液由釜顶部大流量加入到强碱性氢氧化钙电解质水溶液中，并继续搅拌3min，很快地扩散与混合。其中，如(RCOOH₂O)Si(OH)₃缔合分子遇到强碱性，发生两“转化”：一是RCOOH离子化，由(RCOOH₂O)Si(OH)₃转化成(RCOO)Si(OH)₃，即由氢键转化为化学键；二是(RCOO)Si(OH)₃转化为(RCOO)SiO₃^3-，即有氢氧键转化为负氧。
(3)在两转化过程中自组装与分离
在两转化过程中，进入第二个层次自组装，如以(RCOO)SiO₃^3-为自组装主体，以Ca⁺为自组装对象，自组装主体强烈的吸附着钙离子，形成盐和双电层，即{(RCOO)Si[O·(Ca⁺)n]₃}_n由于自组装主体中的R是长碳链，因此会自发的覆盖在颗粒表面，使吸附颗粒表面有机化，形成疏水性基团。疏水性基团相互之间的作用，又形成不溶于水的凝聚体，并渐渐地沉淀(钙的比重大于水)。沉淀的不溶于水的凝聚体，钙离子又会转化为金属钙。
Ca²⁺+2e-＞Ca
金属钙又会分解水，产生氢氧化钙和氧。
Ca+2H₂O-＞Ca(OH)₂+H₂^↑
此时，{(RCOO)Si[O·(Ca⁺)n]₃}_n不再电离。这是一次投料，可以重复制备负自由基离子液体的物质基础。也是可以重复制备负自由基离子液体的理论依据。
在自组装正离子过程中，同时存在负自由基离子液体的自组装。这时两个层次的自组装是交叉进行的，也是重复进行的。当负自由基离子OH·与现有水分子自组装成H₂OOH·OH·达到极限浓度；当正离子自组装体沉淀于釜底，其中不溶于水的凝聚体中的钙离子，全部转化为氢氧化钙，重复电离与自组装停止进行。
通过两个层次的自组装，下层为不溶于水的凝聚体，上层为负自由基离子液体，层次分明，正负离子从中得到了初步分离。这个过程为30min。
4在静态中进一步分离
与例1相同。
步骤4：分离负自由基离子液体
与例1相同。
步骤5：重复制备负自由基离子液体。
与例1相同。
步骤6：精滤
与例1相同。
步骤7：灌装
与例1相同。
经测试，其技术指标如下：
负自由基离子液体(H2O·OH·)质量指标

负自由基离子液体的特性及其应用展望
1、负自由基离子液体的特性
负自由基离子液体，不同于目前国内外在研究的离子液体。目前的所谓离子液体，是指在室温或室温附近温度下，呈液态的电离子构成的物质。它是由许多小负离子如六氟合磷酸离子[(PF₆)^-]、或四氟硼酸根离子([BF₄]^-)，与离子式量很大的正离子，如(1-2基-3甲基咪唑鎓离子或1-丁基-3-甲基咪唑鎓离子)组成。负自由基离子液体除了具有上面所说的离子液体一般特性以外，还具有自己独特的特性。
(1)以水为载体。负自由基离子液体，是以水分子为自组装主体，以负自由基离子为组装对象，通过氢键，自组装成负自由基离子液体，即为H₂O·OH·。这样，具有热力学上的稳定性。由于是水性，因此，适用性极其广泛。
(2)具有强氧化性。所谓强氧化性，是因为它的相对氧化能力为2.05，除了TiO₂正空穴外(2.35)外，比原子氧(1.78)、臭氧(1.52)、过氧化氢(1.31)、高锰酸(1.24)、次氯酸(1.10)、氯气(1.00)都强。几乎与所有的有机物发生链式反应，甚至将有机物彻底分解为水和二氧化碳。羟基自由基与有机物的反应为高级氧化反应，反应常数在10⁶以上，几乎接近羟基自由基的极限扩散速率，可以理解为有机污染物与羟基自由基一接触即可反应，几乎不需要反应时间。
(3)双重性质。所谓双重性质是指既有自由基性质，又具有离子基性质，在不同的场合，会发生不同的反应。
(4)双亲试剂。所谓双亲试剂，是指既是亲电试剂，又是亲核试剂。也就是说，既是电子供体又是电子给体。因此，能与有机化合物几乎所有的官能团发生化学反应。
(5)在负自由基离子液体中，在氧存在下OH·进攻反应，引发一系列的复杂反应，形成新的氧化物种，可大大的提高综合氧化和还原性能。预计有可能成为未来的绿色燃料。如下化学反应可以得到证实：H₂O·OH·+O₂-＞HCO·+H₂O₂。
(6)具有化学和热力学稳定性。因为H₂O·OH·中的负自由基离子，不会与水分子发生化学反应，所以具有化学稳定性；与水分子形成氢键，所以具有热力学稳定性。这两种稳定性，构成了贮存稳定性。
2、负自由基离子液体的应用展望
根据负自由基离子液体的特性，其应用范围相当广，包括农业、工业、第三产业、以及环境卫生、“三废”处理、消防，甚至国防也有它的用途。初步研究是：
(1)作为强氧化剂的应用。强氧化剂应用包括消毒、灭菌、降解等用途。例如在农业上可对农作物、水果、蔬菜杀菌灭病，以及消除农药残毒，还包括土壤消毒和改性。在工业上处理“三废”，以及净化车间空气。在第三产业，各种设施的消毒。在环境卫生中，可以消毒、净化空气。根据文献报道，空气净化效果如下：
常见室内外污染气体光催化分解反应


注：●表示有此项
另外，交通事故中有毒液体、有毒气体的处理，工厂事故有毒气体、液体的处理，还包括煤气、天然气泄露的降解。甚至，可以作为战争武器，对付细菌战、毒气战。
(2)作为负离子应用。如中和剂，与无机酸中和，会形成酸根；与无机颜填料、纳米粒子作用，成为阻聚剂；与两性和酸性金属氧化物作用可以成为活化剂。
(3)作为负自由基离子应用。可以与有机化合物作用，形成连锁反应、重排反应，歧化反应等。利用这些反应制备新型化工材料。
(4)作为亲电亲核试剂应用。与有机化合物的官能团作用，可以制备新型化工材料。
(5)作为碱性催化剂应用。可以应用有机之间、有机与无机之间的缩聚(合)反应。
(6)作为碱性溶剂应用。可用于不溶于水，但溶于碱溶液的无机、有机化合物。
总之，负自由基离子液体具有广泛的用途，有待人们去开发，开发出一个新的应用领域。甚至，有可能成为未来的绿色燃料，“水”变油成为现实。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。