專利名稱：雙中心哌嗪離子液體及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
雙中心哌嗪離子液體及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子液體，特別是涉及一種雙中心哌嗪離子液體、其制備方法、使用該雙中心哌嗪離子液體的電解液及該電解液的配制方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電解液因具有分解電壓高、封裝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)而普遍應(yīng)用于超級(jí)電容器。目前常用的有機(jī)電解液主要為 TEABF4/AN (Tetraethylammonium tetraf Iuoroborate /acetonitrile,四氟硼酸四乙基胺 / 乙臆)或 TEABF4/PC(Tetraethylammoniumtetrafluoroborate/propylene carbonate,四氟硼酸四乙基胺/碳酸丙烯酯)。AN基電解液由于AN的毒性和揮發(fā)性，其應(yīng)用越來越受到限制。TEABF4/PC基電解液中的PC溶劑毒性小，但由于TEABF4在PC溶劑中的溶解度較低(25°C在PC中的溶解度為lmol/L)，在更低的溫度下溶解度將更低，這就制約了低溫下提高超級(jí)電容器比能量的空間。因此，開發(fā)工作電壓高和電子電導(dǎo)率高的低成本、低毒的有機(jī)電解液成為目前需要解決的問題。離子液體是在室溫或接近室溫的條件下完全由離子組成的有機(jī)液體物質(zhì)。作為一種新型的電解液。離子液體作為電解液，具有電化學(xué)窗口寬、不揮發(fā)、不可燃、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。離子液體作為雙電層電容器的電解液具有良好的發(fā)展前景。在高電壓下，傳統(tǒng)的電解液容易分解，引起電容器內(nèi)阻急劇增大且電容量迅速降低，從而電解液的穩(wěn)定性一直是限制電容器的比能量的關(guān)鍵因素。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種穩(wěn)定性較高的雙中心哌嗪離子液體。此外，提供一種上述雙中心哌嗪離子液體的制備方法。進(jìn)一步，還有必要提供該雙中心哌嗪離子液體在電解液中的應(yīng)用及該電解液的配制方法。一種雙中心哌嗪離子液體，所述雙中心哌嗪離子液體具有如下結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1.一種雙中心哌嗪離子液體，其特征在于，所述雙中心哌嗪離子液體具有如下結(jié)構(gòu)式
2.一種雙中心哌嗪離子液體的制備方法，其特征在于，包括下述步驟步驟一、將I，4-二甲基哌嗪與鹵代烷按摩爾比I : 2 I : 2. 5混合后加熱至60°C 80°C，攪拌反應(yīng)得到烷基雙中心哌嗪鹵化物，其中所述鹵代烷為甲氧基乙氧基氯甲烷或甲氧基乙氧基漠甲焼； 步驟二、將步驟一中制備的烷基雙中心哌嗪鹵化物與通式為M"Y—的鹽以摩爾比I : 2混合后加入去離子水中，攪拌發(fā)生離子交換反應(yīng)，分離純化后得到具有如下結(jié)構(gòu)式的雙中心哌嗪離子液體
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙中心哌嗪離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述I，4-二甲基哌嗪與所述鹵代烷攪拌反應(yīng)的時(shí)間為24 72小時(shí)，反應(yīng)液冷卻后用乙酸乙酯洗滌，將洗滌得到的產(chǎn)物真空干燥得到提純的烷基雙中心哌嗪鹵化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙中哌嗪離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述1，4_ 二甲基哌嗪與所述鹵代烷的反應(yīng)在氮?dú)饣驓鍤庑纬傻谋Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙中心哌嗪離子液體的制備方法，其特征在于，步驟二中，所述離子交換反應(yīng)的溫度為室溫，時(shí)間為8 24小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙中心哌嗪離子液體的制備方法，其特征在于，步驟二中所述分離純化步驟如下將烷基雙中心哌嗪鹵化物與具有通式Μ+Γ的鹽攪拌反應(yīng)后得到的混合液用二氯甲烷萃取，直至所得到的水相用飽和的AgNO3水溶液滴定無沉淀產(chǎn)生，將二氯甲烷萃取物蒸發(fā)濃縮后真空干燥得到雙中心哌嗪離子液體。
7.一種電解液，其特征在于，包括雙中心哌嗪離子液體、有機(jī)溶劑和鋰鹽，所述雙中心哌嗪離子液體具有如下結(jié)構(gòu)式
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽選自四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰及雙(氟磺酰)亞胺鋰中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯及丙酸乙酯中的至少一種。
10.一種電解液的制備方法，其特征在于，包括下述步驟 步驟一、提供有機(jī)溶劑，向所述有機(jī)溶劑中加入雙中心哌嗪離子液體并攪拌均勻，所述有機(jī)溶劑與所述雙中心哌嗪離子液體的質(zhì)量比為O 100，所述雙中心哌嗪離子液體具有如下結(jié)構(gòu)式
全文摘要
一種雙中心哌嗪離子液體，具有如下結(jié)構(gòu)式，其中Y-選自BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-和CF3SO3-中的一種。該雙中心哌嗪離子液體的穩(wěn)定性較高。本發(fā)明還提供一種上述雙中心哌嗪離子液體的制備方法，并指出其在電解液的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C07D295/088GK102952097SQ20111025313
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者周明杰, 劉大喜, 王要兵 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司