[发明专利]一种咪唑类离子液体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种咪唑类离子液体的制备方法，其特征为该离子液体的结构式如下：

其中，m为1，2，3或4；n为2或3；

所述的咪唑类离子液体的制备方法，包括如下步骤：

(1)在氮气气体的保护下，将2-甲基咪唑和碳酸钾溶解于无水甲醇中，再加入腈类化合物，在50～60℃下回流搅拌反应8～12小时，得到1-腈基官能团-2-甲基咪唑；

其中，摩尔比为2-甲基咪唑：腈类化合物＝1：1～1.5；摩尔比为碳酸钾：2-甲基咪唑＝1：1.5～2；每摩尔2-甲基咪唑加100～150毫升甲醇；

所述的腈类化合物具体为氯乙腈、丙烯腈、烯丙基腈或烯丙基乙腈；

(2)在氮气气体的保护下，将1-腈基官能团-2-甲基咪唑与物质A加入到无水甲醇中，在70～80℃下搅拌反应20～30小时，然后减压蒸去甲醇；得到的离子液体加入去离子水稀释到原体积的1～3倍，然后加入KOH溶液调节pH＝8，用甲醇和二氯甲烷分别洗涤，过滤，减压蒸去甲醇、二氯甲烷和水，得到所述的咪唑类离子液体；

其中，所述的物质A为2-溴乙胺氢溴酸盐或3-溴丙胺氢溴酸盐；摩尔比为1-腈基官能团-2-甲基咪唑：物质A＝1：0.5～1.1；每摩尔1-腈基官能团-2-甲基咪唑加100-150毫升甲醇。

2.如权利要求1所述的咪唑类离子液体的制备方法，其特征为2-甲基咪唑与所述腈类化合物的摩尔比为1：1.2。

3.如权利要求1所述的咪唑类离子液体的制备方法，其特征为1-腈基官能团-2-甲基咪唑与物质A的摩尔比为1：1。

4.如权利要求1所述的咪唑类离子液体的制备方法，其特征为所述的KOH溶液的浓度为质量百分比5～20％。

5.如权利要求1所述方法制备的咪唑类离子液体的应用，其特征为用于在合成电池的阴离子交换膜中。

6.如权利要求5所述的咪唑类离子液体的应用，其特征为包括如下步骤：所述阴离子交换膜包括：高分子基质、无机颗粒和离子液体；其中无机颗粒与高分子基质的质量比为0.01～0.1：1，无机颗粒与离子液体的质量百分比为1：2～4；

所述的高分子基质为氯甲基化聚醚醚酮；所述无机颗粒为羧基化的碳纳米管。

7.如权利要求5所述方法制备的咪唑类离子液体的应用，其特征为所述的阴离子交换膜的制备方法，包括以下步骤：

将所述的咪唑离子液体和羧基化的碳纳米管加入到无水甲醇中，60～80℃下搅拌20～30小时，洗涤、干燥后制得负载离子液体的碳纳米管；再将其加入到膜的高分子基质液中超声分散30～60分钟，最后采用流延法将其制成咪唑改性的氯甲基化聚醚醚酮阴离子交换膜；

其中，每40mL无水甲醇加入0.50～1.00g咪唑类离子液体；高分子基质液的溶剂为有机溶剂，每1g高分子基质溶于5～10mL有机溶剂；每6mL高分子基质液加入0.01～0.1g负载离子液体的碳纳米管；

所述的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或1-甲基咪唑。

8.如权利要求7所述的咪唑类离子液体的应用，其特征为所述的羧基化碳纳米管和所述咪唑离子液体的质量比为1：3。