[发明专利]一种酸性离子液体水热碳化材料的制备方法

权利要求书

1.一种酸性离子液体水热碳化材料的制备方法，其特征在于：将含烯键的叔胺类化合物与磺内酯反应，得到含烯键的磺酸基的内鎓盐,再用硫酸进行酸化，得到阴离子为酸根的磺酸基功能化离子液体单体，接着将离子液体单体溶于水，自聚形成离子液体聚合物水溶液，再在离子液体聚合物溶液中加入碳源，在150～220℃条件下水热碳化2～24小时后，过滤，热水洗，置于80℃烘箱中干燥12小时即得酸性离子液体水热碳化材料。

2.根据权利要求1所述的一种酸性离子液体水热碳化材料的制备方法，其特征在于：所述的含烯键的叔胺类化合物主要指4-乙烯吡啶、2-乙烯咪唑、三烯丙胺的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种酸性离子液体水热碳化材料的制备方法，其特征在于：所述的碳源为蔗糖、葡萄糖、聚乙烯醇、呋喃甲醛的任意一种，碳源与离子液体单体的质量比例为1：1～1：3。

4.根据权利要求1所述的一种酸性离子液体水热碳化材料的制备方法，其特征在于：以含烯键的叔胺类化合物为原料，与原料摩尔比为1：1的丙烷磺内酯或丁烷磺内酯混合后，于室温条件下进行搅拌12～72小时后得到内鎓盐，将内鎓盐溶于水后，与等物质量的硫酸在室温下进行搅拌，形成均相后，得到离子液体单体，加入偶氮异丁腈引发剂，引发剂用量为离子液体单体质量的0.5%，在80℃下进行加热搅拌聚合12小时后形成离子液体聚合物溶液，再加入与离子液体单体质量比为1: 1～1:3的碳源，在150～220℃条件下水热碳化2～24小时后，过滤，热水洗，置于80℃烘箱中干燥12小时即得酸性离子液体水热碳化材料。

5.根据权利要求1所述的一种酸性离子液体水热碳化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第1步、内鎓盐的制备：

按照物质量之比为1∶1的用量，称取含烯键的叔胺与磺内酯，在室温下搅拌12～72小时后得到固体盐，然后抽滤，用质量浓度大于99%的乙醚或乙酸乙酯洗涤3次后，60℃进行真空烘干，得到内鎓盐；

第2步、酸化：

将内鎓盐溶解在乙醇中，1克固体对应5克乙醇，然后加入硫酸，硫酸的用量与内鎓盐的物质的量相等，在室温下进行搅拌混合4小时，得到相应的阴离子为硫酸氢根的离子液体溶液，在50℃下进行减压蒸馏，去除溶剂乙醇，得到离子液体单体；

第3步、离子液体聚合物的合成：

将离子液体单体溶解在水中，水的用量为离子液体单体质量的20～30倍，再加入偶氮异丁腈引发剂，引发剂用量为离子液体单体质量的0.5%，在85℃下进行加热搅拌聚合12小时后形成离子液体聚合物溶液；

第4步：酸性离子液体水热碳化材料合成：

向离子液体聚合物溶液中加入与离子液体单体质量比为1: 1～1:3的碳源，在150～220℃条件下水热碳化2～24小时后，过滤，热水洗，置于80℃烘箱中干燥12小时，即得酸性离子液体水热碳化材料。