[发明专利]烷基咪唑金属含氧酸盐离子液体及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成和无机材料制备领域，尤其是一种烷基咪唑金属含氧酸盐离子液体及制备方法。

背景技术

离子液体是指完全由体积较大的有机阳离子和体积较小的无机阴离子组合而成的在室温或低温下，一般低于100℃，呈液态的离子化合物。离子液体具有呈液态的温度区间大、溶解范围广、电化学窗口宽、良好的热稳定性、“零”蒸气压、使用方便等优点，为环境友好的绿色溶剂，适宜于当前所倡导的清洁技术和可持续发展的要求,已经越来越被人们广泛认可和接受。离子液体经过多年的发展，经历了三个发展阶段：水敏感体系(上世纪90 年代以前)、耐水体系(上世纪90 年代至本世纪初)、功能化体系(本世纪)。功能化离子液体是指在组成离子液体的阳离子或阴离子中含有特定的官能团，具有特殊理化性质的一类离子液体。离子液体的功能化分为：（1）阳离子功能化，主要磺基功能化、氨基功能化、酰胺功能化、羟基功能化、酯基功能化、氰基功能化及手性功能化；（2）阴离子功能化，包括氟化物类阴离子、Lewis酸类阴离子、磺酸与硫酸酯类阴离子及配位阴离子。随着离子液体理论及应用技术研究的不断深入,对新型的、具有特殊功能的离子液体的需求越来越强烈。实现离子液体的功能化以满足特定的需求，对扩展离子液体在实际应用中的范围，推进工业化进程有着极为重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种烷基咪唑金属含氧酸盐离子液体及制备方法，该离子液体在有机催化氧化及无机纳米材料制备方面有巨大的潜在功能与广阔的应用前景。

本发明的目的是这样实现的：

一种烷基咪唑金属含氧酸盐离子液体，其特征在于该离子液体是以烷基咪唑离子为阳离子、以含金属氧酸根作为阴离子、由氯化或溴化烷基咪唑与金属含氧酸盐通过离子复分解交换反应制备而得；其中：烷基咪唑离子为1-乙基-3-丁基咪唑鎓离子[Emim]⁺、1-甲基-3-丁基咪唑鎓离子[Bmim]⁺、1-甲基-3-己基咪唑鎓离子[Hmim]⁺、1-甲基-3-辛基咪唑鎓离子[Omim]⁺ 或1-甲基-3-癸基咪唑鎓离子[Dmim]⁺ ；所述含金属氧酸根为钨酸根[WO₄]^2-、 钼酸跟[MoO₄]^2-、铬酸根[CrO₄]^2-或重铬酸根[Cr₂O₇]^2-。

上述离子液体的制备方法包括以下具体步骤：

将钨酸银Ag₂WO₄、钼酸银Ag₂MoO₄或铬酸银Ag₂CrO₄与氯化或溴化烷基咪唑离子液体按物质的量1∶2的比例溶于100倍物质的量的去离子水中，反应3～8小时，过滤除去氯化银或溴化银沉淀，经过50～70℃旋蒸,60～80℃真空干燥除去水分,得到相应的烷基咪唑金属含氧酸盐离子液体；其中：氯化或溴化烷基咪唑离子液体的烷基碳链长度为C_2n，n=1～4；

或者

将重铬酸钠Na₂Cr₂O₇与氯化或溴化烷基咪唑离子液体按物质的量1∶2的比例溶于100物质的量的去离子水中，反应3～8小时，分液取得下层油状物，多次洗涤分液后取下层油状物经过50～70℃真空干燥，除去水分，得到相应的烷基咪唑金属含氧酸盐离子液体；其中：氯化或溴化烷基咪唑离子液体的烷基碳链长度为C_2n，n=3～5。

与现有技术相比，本发明有以下显著优点：

⑴、开发了功能化离子液体的新种类；

⑵、利用离子交换复分解反应，操作容易，设备简单，适宜于大规模生产；

⑶、所制得的离子液体，作为金属含氧酸盐的可替代品，在反应中，可作为反应物，溶剂，模版剂；

⑷、所制得的离子液体，作为过渡金属氧化物的前驱体，在无机纳米材料制备，以及催化氧化等领域有着潜在的巨大的功能与广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例4制得的离子液体的红外图谱；

图2为本发明实施例4制得的离子液体的核磁图谱；

图3为本发明实施例8制得的离子液体的红外图谱；

图4为本发明实施例8制得的离子液体的核磁图谱；