咪唑類離子液體、離子液體電解液及制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種咪唑類離子液體，該咪唑類離子液體具有如下結(jié)構(gòu)式：其中，R為CH3O(CH2)n，n為2、3或4；Y-為BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-或CF3SO3-。上述咪唑類離子液體較傳統(tǒng)的烷基咪唑類離子液體的熔點更低；而且甲氧基烷基的引入使得上述咪唑類離子液體具有功能化的醚鍵，能增加上述咪唑類離子液體對相應(yīng)物質(zhì)的溶解能力；同時上述咪唑類離子液體還具有離子液體共有的優(yōu)點。本發(fā)明還提供了一種咪唑類離子液體的制備方法，該制備方法工藝簡單、反應(yīng)易于控制、產(chǎn)物收率較高、適于工業(yè)化生產(chǎn)。此外，咪唑類離子液體具有優(yōu)良的電化學(xué)性能，能用于制備鋰離子電池的電解液。
【專利說明】咪唑類離子液體、離子液體電解液及制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及離子液體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種咪唑類離子液體、離子液體電解液及制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]離子液體(1nic liquids)是指在室溫范圍內(nèi)(一般為100°C以下)呈液態(tài)，由有機陽離子和無機陰離子構(gòu)成的離子化合物。早在1914年，人們就發(fā)現(xiàn)了第一種離子液體一硝基乙胺，但其后離子液體的研究進(jìn)展緩慢，直到1992年，Wikes領(lǐng)導(dǎo)的研究小組合成了具有低熔點、抗水解、穩(wěn)定性強等優(yōu)點的離子液體一1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([EMIM]BF4)后，離子液體的研究才得以迅速發(fā)展，隨后開發(fā)出了一系列的離子液體體系。
[0003]離子液體具有一系列突出的優(yōu)點:(1)熔點低于或接近室溫，呈液態(tài)的溫度范圍寬；(2)蒸氣壓低、幾乎不揮發(fā)、無色、無嗅；(3)具有較大的穩(wěn)定溫度范圍，較好的化學(xué)穩(wěn)定性及較寬的電化學(xué)穩(wěn)定電位窗口 ；(4)良好的溶解特性，對很多無機物和有機物都表現(xiàn)出良好的溶解能力；(5)無著火點且不易燃燒；(6)可循環(huán)使用，不污染環(huán)境等。
[0004]最初的離子液體主要用于電化學(xué)研究，隨著科技的發(fā)展離子液體作為一類新型綠色溶劑、介質(zhì)、催化劑，在有機合成、催化反應(yīng)、萃取分離、材料制備、天然高分子、電化學(xué)等領(lǐng)域的研究取得了許多令人滿意的結(jié)果，受到了廣泛的關(guān)注。但是不同領(lǐng)域?qū)﹄x子液體的要求有所不同，為滿足各個領(lǐng)域的要求，研究者的工作主要集中在合成新型離子液體和對合成的新型離子液體的應(yīng)用等方面。傳統(tǒng)的用于電化學(xué)領(lǐng)域的離子液體普遍存在比容量和電導(dǎo)率不高的問題，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0005]基于此，有必要提供一種比容量和電導(dǎo)率較高的咪唑類離子液體及其制備方法。
[0006]一種咪唑類離子液體，具有如下結(jié)構(gòu)式:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種咪唑類離子液體，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:
2.—種咪唑類離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 在保護氣體氛圍下，按照3-甲基咪唑與鹵代烷的摩爾比為1: 1.05~1:1.2的比例，將3-甲基咪唑與鹵代烷在6(T80°C下攪拌反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)式的1-甲氧基烷基3-甲基咪唑鹵化物:
3.如權(quán)利要求2所述的咪唑類離子液體的制備方法，其特征在于，所述3-甲基咪唑與所述鹵代烷的摩爾比為1:1.2。
4.如權(quán)利要求2所述的咪唑類離子液體的制備方法，其特征在于，所述1-甲氧基烷基3-甲基咪唑鹵化物與所述無機鹽的摩爾比為1:1.05。
5.如權(quán)利要求2所述的咪唑類離子液體的制備方法，其特征在于，還包括在將所述1-甲氧基烷基3-甲基咪唑鹵化物與無機鹽及去離子水在室溫下攪拌反應(yīng)后對離子液體進(jìn)行分離純化的步驟，所述分離純化的過程包括如下步驟: 將反應(yīng)后得到的混合液用二氯甲烷萃取多次，合并萃取液后，再用去離子水對合并的萃取液進(jìn)行反萃直至用Ag+滴定檢測無沉淀產(chǎn)生，收集二氯甲烷相； 對所述二氯甲烷相進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理除去二氯甲烷，干燥后即得到純化的所述咪唑類離子液體。
6.一種離子液體電解液，其特征在于，包括有機溶劑及分散在所述有機溶劑中的咪唑類離子液體及鋰鹽；所述咪唑類離子液體與所述有機溶劑的質(zhì)量比為1:10-1:1，所述鋰鹽與所述有機溶劑的質(zhì)量比為l:20-l:10 ;其中，所述咪唑類離子液體具有如下結(jié)構(gòu)式:
7.一種離子液體電解液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 在保護氣體氛圍下，按照3-甲基咪唑與鹵代烷的摩爾比為1: 1.05~1:1.2的比例，將3-甲基咪唑與鹵代烷在6(T80°C下攪拌反應(yīng)，得到如下結(jié)構(gòu)式的1-甲氧基烷基3-甲基咪唑鹵化物:
8.如權(quán)利要求7所述的離子液體電解液的制備方法，其特征在于，所述3-甲基咪唑與所述鹵代烷的摩爾比為1:1.2。
9.如權(quán)利要求7所述的離子液體電解液的制備方法，其特征在于，所述I甲氧基烷基3-甲基咪唑鹵化物與所述無機鹽的摩爾比為1:1.05。
10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的電解液為權(quán)利要求6所述的離子液體電解液。
【文檔編號】C07D233/60GK103787981SQ201210428463
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】周明杰, 劉大喜, 王要兵, 鐘輝 申請人: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, 深圳市海洋王照明工程有限公司