馬來酰亞胺類離子液體及其制備方法和應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種馬來酰亞胺類離子液體，通過N-甲基馬來酰亞胺和鹵代烷RX反應(yīng)制備出N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物，再用含有目標(biāo)陰離子的無機(jī)鹽MY和N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物進(jìn)行離子交換反應(yīng)最終得到馬來酰亞胺陽離子類離子液體。該馬來酰亞胺類離子液體在高電壓下不容易分解。發(fā)明專利技術(shù)還提供一種包含有上述馬來酰亞胺類離子液體的有機(jī)電解液及其制備方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
馬來酰亞胺類離子液體及其制備方法和應(yīng)用
本專利技術(shù)涉及離子液體，尤其涉及一種馬來酰亞胺類離子液體，其制備方法、包括該馬來酰亞胺類離子液體的有機(jī)電解液及該有機(jī)電解液的制備方法。
技術(shù)介紹
離子液體(Ionic liquids)是指在室溫范圍內(nèi)(一般為100°C以下)呈液態(tài)，由有機(jī)陽離子和無機(jī)陰離子(或有機(jī)陰離子)構(gòu)成的。離子液體具有可調(diào)性，根據(jù)不同需要改變其陰陽離子結(jié)構(gòu)可以達(dá)到設(shè)計(jì)者的目的，因而離子液體被稱為設(shè)計(jì)者的溶劑。早在1914年就發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)離子液體一硝基乙胺，但其后該領(lǐng)域的研究進(jìn)展緩慢。直到1992年，Wikes領(lǐng)導(dǎo)的研究小組合成了低熔點(diǎn)、抗水解、穩(wěn)定性強(qiáng)的I-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體(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。最初的離子液體主要用于電化學(xué)研究，近年來離子液體作為綠色溶劑用于有機(jī)及高分子合成受到重視。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑和電解質(zhì)相比，離子液體具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)(I)熔點(diǎn)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(jī)物和有機(jī)物都表現(xiàn)出良好的溶解能力；(5)無著火點(diǎn)且不易燃燒；(6)可循環(huán)使用，不污染環(huán)境等。因此，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。然而傳統(tǒng)的有機(jī)電解液在高電壓下容易分解，引起電容器內(nèi)阻急劇增大且電容量迅速降低。有機(jī)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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于此，有必要提供一種在高電壓下不容易分解的馬來酰亞胺類離子液體。此外，還有必要提供一種上述馬來酰亞胺類離子液體的制備方法。此外，還有必要提供一種包含有上述馬來酰亞胺類離子液體的有機(jī)電解液中及其制備方法。一種馬來酰亞胺類離子液體，具有如下結(jié)構(gòu)式權(quán)利要求1.一種馬來酰亞胺類離子液體，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式2.一種馬來酰亞胺類離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一、在保護(hù)氣體氛圍下，將N-甲基馬來酰亞胺與鹵代烷按摩爾比I : I I : 1.2混合后加熱至60°C 80°C，攪拌反應(yīng)得到N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物；其中，所述鹵代烷為甲氧基乙氧基氯甲烷或甲氧基乙氧基溴甲烷； 步驟二、將步驟一中制備的N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物與通式為M+Y-的鹽以摩爾比I : I混合后加入去離子水中，攪拌發(fā)生離子交換反應(yīng)得到具有如下結(jié)構(gòu)式的馬來酰亞胺類離子液體3.如權(quán)利要求2所述的馬來酰亞胺類離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述N-甲基馬來酰亞胺與所述鹵代烷攪拌反應(yīng)的時(shí)間為48h 72h，反應(yīng)液冷卻后用乙酸乙酯洗滌，將洗滌得到的產(chǎn)物真空干燥得到純化的N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物。4.如權(quán)利要求2所述的馬來酰亞胺類離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述保護(hù)氣體氛圍為氮?dú)夥諊騃S氣氛圍。5.如權(quán)利要求2所述的馬來酰亞胺類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，反應(yīng)時(shí)間為8h 24h。6.如權(quán)利要求2所述的馬來酰亞胺類離子液體的制備方法，其特征在于，步驟二還包括將所述馬來酰亞胺類離子液體進(jìn)行分離純化的步驟，所述分離純化步驟如下將N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物與具有通式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)生為止，將二氯甲烷萃取物蒸發(fā)濃縮后真空干燥得到純化的馬來酰亞胺類離子液體。7.一種有機(jī)電解液，其特征在于，包括馬來酰亞胺類離子液體、有機(jī)溶劑和鋰鹽，所述馬來酰亞胺類離子液體具有如下結(jié)構(gòu)式8.如權(quán)利要求7所述的有機(jī)電解液，其特征在于，所述鋰鹽為四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰和雙(氟磺酰)亞胺鋰中的至少一種。9.如權(quán)利要求7所述的有機(jī)電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯和丙酸乙酯中的至少一種。10.一種有機(jī)電解液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一、在保護(hù)氣體氛圍下，將N-甲基馬來酰亞胺與鹵代烷按摩爾比I : I I : 1.2混合后加熱至60°C 80°C，攪拌反應(yīng)得到N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物；其中，所述鹵代烷為甲氧基乙氧基氯甲烷或甲氧基乙氧基溴甲烷； 步驟二、將步驟一中制備的N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物與通式為M+Y-的鹽以摩爾比I : I混合后加入去離子水中，攪拌發(fā)生離子交換反應(yīng)得到具有如下結(jié)構(gòu)式的馬來酰亞胺類離子液體全文摘要本專利技術(shù)公開了一種馬來酰亞胺類離子液體，通過N-甲基馬來酰亞胺和鹵代烷RX反應(yīng)制備出N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物，再用含有目標(biāo)陰離子的無機(jī)鹽MY和N-烷基-N-甲基馬來酰亞胺鹵化物進(jìn)行離子交換反應(yīng)最終得到馬來酰亞胺陽離子類離子液體。該馬來酰亞胺類離子液體在高電壓下不容易分解。專利技術(shù)還提供一種包含有上述馬來酰亞胺類離子液體的有機(jī)電解液及其制備方法。文檔編號C07C311/48GK102952058SQ201110253199公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日專利技術(shù)者周明杰, 劉大喜, 王要兵 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)有限公司本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種馬來酰亞胺類離子液體，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式：其中，Y?為BF4?、PF6?、(CF3SO2)2N?或(FSO2)2N?。FDA0000087545550000011.tif

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周明杰，劉大喜，王要兵，
申請(專利權(quán))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，
類型：發(fā)明
國別省市：