[发明专利]一种咪唑型离子液体凝胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子液体凝胶的组成及其制备方法。

背景技术

自70年代1，3；2，4-二苄叉山梨醇的合成专利问世以来，此类山梨醇缩醛类化合物的生产和发展得到了较大的进展。他们一般由一分子山梨醇与两分子芳香醛经缩醛化反应而得到。由于其具有能使晶核成型和使有机溶剂凝胶化的特性，在塑料、涂料、粘结剂、油墨、日化和医用用品等行业被用作添加剂。山梨醇双缩醛类化合物近年来一直被作为凝胶因子来研究，Kobayashi等(Journal of Japan Rheology Society，1989，17：104)主要用来凝胶有机溶剂和聚合物。Yamasaki等(Bull.Chem.Soc.Jpn.，1995，68：146-151)对DBS(1，3：2，4-(二苄叉)-D-山梨醇)进行凝胶性能的研究发现，DBS的凝胶性能主要是DBS分子中6-位羟基与另一份子的缩醛氧之间的分子间的氢键作用，而5-位的羟基主要是与同分子的缩醛氧形成分子内氢键；当6-位羟基甲基化后失去凝胶活性，而5-位羟基化对凝胶作用影响不大。小林稔明(CN11011389C)制备并合成了多元醇单缩醛类化合物，通过在水、含无机盐或聚合物的水溶液中加入凝胶因子及分散剂等组分使其凝胶。

离子液体的电化学窗口较宽(约4-6伏)，电化学稳定性较好。将离子液体应用于电化学研究时可以减轻放电，作为电池电解质其使用温度远远低于融熔盐。目前离子液体已经作为电解液应用于制造新型高性能电池、太阳能电池以及电容器等方面。

离子液体解决了传统电解液的挥发问题，同时离子液体电解质的凝胶化也可以解决液体电解质的泄漏问题，所以离子液体凝胶电解质是人们研究的重点。Xu等(Electrochemistry Communications，2005，7(12)：1309-1317)将锌盐和聚合物PvDF-HFP与离子液体[EMIM]Tf混合制备的离子液体聚合物凝胶，具有高机械强度，和高热稳定性，其离子电导率室温下为10^-3S/cm。李清华等(太阳能学报，2008，29(3)：306-311)以AS树脂作为聚合物凝胶电解质基体，制备了准固态染料敏化太阳电池。Tan等(ElectrochemistryCommunications，2009，11(5)：933-936)合成了三种类型的凝胶因子(BODM、BODE、BOUT)，这些凝胶因子在添加量小于2％的情况下可以将[C4MIM]PF6凝胶，循环伏安法测得此离子液体凝胶在-3～3V的电压下电化学稳定性良好。目前，采用聚合物、脲类凝胶因子的离子液体凝胶电解质的研究改善了染料敏化太阳能电池的性能，具有良好的应用前景。但是多元醇单缩芳香醛类化合物凝胶因子在离子液体中的凝胶性能研究尚未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种咪唑型离子液体凝胶。

本发明的另一目的是提供一种咪唑型离子液体凝胶的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种咪唑型离子液体凝胶，用下述方法制成：将多元醇单缩芳香醛化合物加入到咪唑型离子液体中，使多元醇单缩芳香醛化合物的质量分数为0.5～10％，加热至完全溶解，自然冷却，即制成一种咪唑型离子液体凝胶。

所述多元醇单缩芳香醛化合物为多元醇和芳香醛的加成产物。

所述咪唑类离子液体为1-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。

所述多元醇为山梨醇、木糖醇、甘露醇或季戊四醇。

所述芳香醛为苯甲醛、2-甲基苯甲醛、3-甲基苯甲醛、4-甲基苯甲醛、3，4-二甲基苯甲醛、4-乙基苯甲醛、4-异丙基苯甲醛、4-叔丁基苯甲醛、2-氯苯甲醛、4-氯苯甲醛、2，3-二氯苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、3，4-二氯苯甲醛、4-氟苯甲醛或4-氰基苯甲醛。

一种咪唑型离子液体凝胶的制备方法，包括如下步骤：将多元醇单缩芳香醛化合物加入到咪唑型离子液体中，使多元醇单缩芳香醛化合物的质量分数为0.5～10％，加热至完全溶解，自然冷却，即制成一种咪唑型离子液体凝胶。

所述多元醇单缩芳香醛化合物为多元醇和芳香醛的加成产物。

所述咪唑类离子液体为1-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。

所述多元醇为山梨醇、木糖醇、甘露醇或季戊四醇。