[发明专利]一种含全氮五唑阴离子的离子液体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含全氮五唑阴离子的离子液体及其制备方法，制备方法包括如下步骤：将含卤素的离子液体MX溶于水中，向溶液中滴加AgN₅和水的混合液，在室温下避光反应3‑6小时；将反应液过滤，取滤液冷冻干燥，即得到相应的含全氮五唑阴离子的离子液体。本发明的全氮五唑阴离子离子液体在与金属卤代盐混合后可与绿色氧化剂H₂O₂接触迅速自燃，取得了良好的实验效果。

技术领域

本发明涉及离子液体技术领域，具体涉及一种含全氮五唑阴离子的离子液体及其制备方法。

背景技术

五唑是唑类家族含氮量最高的成员，是构建全氮类物质的重要材料之一。环状五唑阴离子(cyclo-N₅^-)是五唑的离子形式，因其稳定的环状结构和芳香性被认为是全氮材料中最有可能在室温下稳定存在的结构，也一直被各国科学家所追求。2017年初，首个含环状五唑阴离子的离子盐(N₅)₆(H₃O)₃(NH₄)₄Cl问世，这是全氮材料研究里程碑式的突破，也因此引起了含能材料研究领域的巨大关注。

目前，所有已合成的五唑材料在室温下都为固态。因此，探索环状五唑阴离子的液体形式，不仅能够开拓五唑含能材料的应用领域，也对研究稳定环状五唑阴离子的因素具有重要意义。

发明内容

针对目前已合成的五唑材料较为单一的固态存在形式，本发明的目的在于提供一种含全氮五唑阴离子的离子液体及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含全氮五唑阴离子的离子液体，其结构式为：

其中R1、R2、R3和R4为含饱和或不饱和烃基，或为端基被胺基、羟基或羧酸基团所修饰的烃基。

在一些实施例中，所述离子液体由阴阳离子组成，其阴离子为全氮五唑环状阴离子；阳离子包括但不限于是咪唑类或季铵盐类阳离子。

在一些实施例中，离子液体的稳定性由阳离子结构中所连接的基团的种类和数目进行调控。

在一些实施例中，离子液体在室温下以液体形式存在。

本发明还提供了一种含全氮五唑阴离子的离子液体的制备方法，包括如下步骤：将含卤素的离子液体MX溶于水中，向溶液中滴加AgN₅和水的混合液，在室温下避光反应3-6小时；将反应液过滤，取滤液冷冻干燥，即得到相应的含全氮五唑阴离子的离子液体。

在一些实施例中，所述含卤素的离子液体MX和AgN₅的摩尔比为1：(n～1.05n)。

在一些实施例中，反应中每毫摩尔含卤素的离子液体使用的溶剂水的量为3～10mL。

在一些实施例中，步骤中的阳离子M+可以是但不限于是是咪唑类或季铵盐类阳离子。

在一些实施例中，步骤中的反应溶剂可以是但不限于是水。

在一些实施例中，步骤中的反应温度可以是但不限于是室温。

本申请可能带来的有益效果包括但不限于：本发明针对现今五唑相关研究局限性的问题，首次合成了一种含全氮五唑环状阴离子的新型离子液体。该类离子液体的室温稳定性在很大程度上受氢键影响，这可以通过改变阳离子上基团的种类和数目来进行调控。

附图说明

图1全氮五唑阴离子离子液体与金属卤代盐混合后与绿色氧化剂H₂O₂接触点火实验图。

具体实施方式