本發(fā)明公開(kāi)了一種改性?xún)上嚯x子液體的制備方法，屬于離子液體技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)多是在溶劑中發(fā)生的，而有機(jī)溶劑是常用的反應(yīng)介質(zhì)，它們能很好地溶解各種化合物，但其毒性和揮發(fā)性又成為對(duì)環(huán)境有害的因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)化學(xué)化工的要求也越來(lái)越高。作為綠色替代溶劑，室溫離子液體受到化學(xué)界各個(gè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。室溫離子液體是指在室溫或近室溫下完全由陰、陽(yáng)離子組成的液體，一般由含氮、磷的有機(jī)陽(yáng)離子和大的無(wú)機(jī)陰離子組成，最常用的是咪唑鹽、吡啶鹽、烷基磷酸鹽等。
離子液體是指由有機(jī)陽(yáng)離子和陰離子構(gòu)成的在室溫下呈液態(tài)的鹽類(lèi)化合物，具有蒸汽壓低、熔點(diǎn)低、液程寬、易操作、可溶性好和穩(wěn)定性高等特性，倍廣泛地應(yīng)用于有機(jī)合成、生物催化、萃取分離、電化學(xué)等領(lǐng)域。并且離子液體滿(mǎn)足以下要求：1）離子液體雖然有極性，但因?yàn)樗泻艿偷谋砻鎻埩?，可以與其他相很好的融合，而低的表面張力可以使無(wú)機(jī)材料的成核率較高，所以可得到較小的粒子；2）離子液體低的表面張力可以使物質(zhì)在其中具有很好的穩(wěn)定性，也增強(qiáng)了多種分子在其中的溶解能力，離子液體可以提供憎水基和高導(dǎo)向性的極性，這種極性使它們能夠平行或垂直于被溶解物質(zhì)的表面；3）離子液體具有較高的穩(wěn)定性；4）在離子液體中反應(yīng)，可避免氫氧化物以及一些無(wú)定形物的生成，從而導(dǎo)致晶體的產(chǎn)生；5）離子液體可以作為熵驅(qū)動(dòng)來(lái)自發(fā)地形成組織良好、長(zhǎng)程有序的納米結(jié)構(gòu)。但是傳統(tǒng)的離子液體都存在粘度大，熱穩(wěn)定性和抗氧化性能都較差的缺陷，導(dǎo)致其作為溶劑過(guò)程中反應(yīng)條件和范圍都得以限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前傳統(tǒng)的離子液體具有粘度較大，熱穩(wěn)定性和抗氧化性能較差的問(wèn)題，本發(fā)明取磺胺醋酰鈉與硝酸銀反應(yīng)制得磺胺醋酰銀，再取1-甲基咪唑進(jìn)行油浴后再滴加溴代正丁烷，通過(guò)磺胺醋酰陰離子置換出溴離子，然后加入去離子水、磺胺醋酰銀避光攪拌，加入對(duì)甲基苯磺酸酸化，再使用過(guò)硫酸銨進(jìn)行改性，即得改性?xún)上嚯x子液體，本發(fā)明通過(guò)合成新物質(zhì)1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽，并對(duì)其改性，經(jīng)實(shí)例證明，本發(fā)明制得的離子液體粘度適當(dāng)，在使用過(guò)程中不需要稀釋?zhuān)诟邷馗邏簵l件下，性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化，具有較佳的使用效果。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
（1）分別稱(chēng)取8.6～9.0g磺胺醋酰鈉，6.9～7.0g硝酸銀，各自加入30～50mL去離子水中，以200～300r/min攪拌至固體溶解完全，得磺胺醋酰鈉溶液和硝酸銀溶液，將硝酸銀溶液以1～2mL/min滴加入磺胺醋酰鈉溶液中，繼續(xù)攪拌5～8min后，真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅3～5次，將濾餅置于避光盒后轉(zhuǎn)入干燥箱中，在105～110℃下干燥2～3h，得磺胺醋酰銀，備用；
（2）量取7.5～8.0mL1-甲基咪唑，在70～75℃恒溫油浴下加熱5～10min，以0.5～1.0mL/min滴加10～12mL溴代正丁烷，繼續(xù)加熱10～15min，加入50～60mL乙酸乙酯，以300～400r/min攪拌20～30min，得混合液，將混合液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在70～80℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的25～30%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在50～60℃下干燥10～12h，得1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽；
（3）稱(chēng)取6.5～7.0g上述1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽加入30～40mL去離子水中，以200～300r/min攪拌至1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽溶解完全，加入步驟（1）制備的15.5～16.0g磺胺醋酰銀，在避光處繼續(xù)攪拌30～40min，隨后過(guò)濾，濾液裝入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在70～80℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的30～40%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在50～60℃下干燥10～12h，得1-甲基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體；
（4）稱(chēng)取0.09～0.12g對(duì)甲基苯磺酸，加入10～12mL上述1-甲基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體中，以200W超聲波超聲分散5～8min，加入5～10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%過(guò)硫酸銨，靜置5～10min，得改性?xún)上嚯x子液體。
本發(fā)明所得的離子液體在常溫常壓下，密度為1.20～1.53g/cm3，粘度為14×10-3～30×10-3Pa·s，pH為6.0～8.5，分解溫度為180～220℃。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明所得離子液體可以多次循環(huán)使用，可以避免使用有毒、有害、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑；
（2）所得離子液體粘度適當(dāng)，較傳統(tǒng)離子液體粘度降低0.5～1.0倍，高溫狀態(tài)下性質(zhì)穩(wěn)定，不易被氧化，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
首先分別稱(chēng)取8.6～9.0g磺胺醋酰鈉，6.9～7.0g硝酸銀，各自加入30～50mL去離子水中，以200～300r/min攪拌至固體溶解完全，得磺胺醋酰鈉溶液和硝酸銀溶液，將硝酸銀溶液以1～2mL/min滴加入磺胺醋酰鈉溶液中，繼續(xù)攪拌5～8min后，真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅3～5次，將濾餅置于避光盒后轉(zhuǎn)入干燥箱中，在105～110℃下干燥2～3h，得磺胺醋酰銀，備用；量取7.5～8.0mL1-甲基咪唑，在70～75℃恒溫油浴下加熱5～10min，以0.5～1.0mL/min滴加10～12mL溴代正丁烷，繼續(xù)加熱10～15min，加入50～60mL乙酸乙酯，以300～400r/min攪拌20～30min，得混合液，將混合液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在70～80℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的25～30%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在50～60℃下干燥10～12h，得1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽；稱(chēng)取6.5～7.0g上述1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽加入30～40mL去離子水中，以200～300r/min攪拌至1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽溶解完全，加入制備的15.5～16.0g磺胺醋酰銀，在避光處繼續(xù)攪拌30～40min，隨后過(guò)濾，濾液裝入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在70～80℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的30～40%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在50～60℃下干燥10～12h，得1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體；稱(chēng)取0.09～0.12g對(duì)甲基苯磺酸，加入10～12mL上述1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體中，以200W超聲波超聲分散5～8min，加入5～10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%過(guò)硫酸銨，靜置5～10min，得改性?xún)上嚯x子液體。
實(shí)例1
首先分別稱(chēng)取8.6g磺胺醋酰鈉，6.9g硝酸銀，各自加入30mL去離子水中，以200r/min攪拌至固體溶解完全，得磺胺醋酰鈉溶液和硝酸銀溶液，將硝酸銀溶液以1mL/min滴加入磺胺醋酰鈉溶液中，繼續(xù)攪拌5min后，真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅3次，將濾餅置于避光盒后轉(zhuǎn)入干燥箱中，在105℃下干燥2h，得磺胺醋酰銀，備用；量取7.5mL1-甲基咪唑，在70℃恒溫油浴下加熱5min，以0.5mL/min滴加10mL溴代正丁烷，繼續(xù)加熱10min，加入50mL乙酸乙酯，以300r/min攪拌20min，得混合液，將混合液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在70℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的25%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在50℃下干燥10h，得1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽；稱(chēng)取6.5g上述1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽加入30mL去離子水中，以200r/min攪拌至1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽溶解完全，加入制備的15.5g磺胺醋酰銀，在避光處繼續(xù)攪拌30min，隨后過(guò)濾，濾液裝入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在70℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的30%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在50℃下干燥10h，得1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體；稱(chēng)取0.09g對(duì)甲基苯磺酸，加入10mL上述1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體中，以200W超聲波超聲分散5min，加入5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%過(guò)硫酸銨，靜置5min，得改性?xún)上嚯x子液體。
本發(fā)明所得的離子液體在常溫常壓下，密度為1.20g/cm3，粘度為14Pa·s，pH為6，分解溫度為180℃。
實(shí)例2
首先分別稱(chēng)取8.8g磺胺醋酰鈉，6.95g硝酸銀，各自加入40mL去離子水中，以250r/min攪拌至固體溶解完全，得磺胺醋酰鈉溶液和硝酸銀溶液，將硝酸銀溶液以1.5mL/min滴加入磺胺醋酰鈉溶液中，繼續(xù)攪拌7min后，真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅4次，將濾餅置于避光盒后轉(zhuǎn)入干燥箱中，在107℃下干燥2.5h，得磺胺醋酰銀，備用；量取7.7mL1-甲基咪唑，在73℃恒溫油浴下加熱7min，以0.7mL/min滴加11mL溴代正丁烷，繼續(xù)加熱13min，加入55mL乙酸乙酯，以350r/min攪拌25min，得混合液，將混合液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在75℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的27%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在55℃下干燥11h，得1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽；稱(chēng)取6.7g上述1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽加入35mL去離子水中，以250r/min攪拌至1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽溶解完全，加入制備的15.7g磺胺醋酰銀，在避光處繼續(xù)攪拌35min，隨后過(guò)濾，濾液裝入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在75℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的35%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在55℃下干燥11h，得1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體；稱(chēng)取0.10g對(duì)甲基苯磺酸，加入11mL上述1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體中，以200W超聲波超聲分散7min，加入7mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%過(guò)硫酸銨，靜置7min，得改性?xún)上嚯x子液體。
本發(fā)明所得的離子液體在常溫常壓下，密度為1.38g/cm3，粘度為22Pa·s，pH為7，分解溫度為200℃。
實(shí)例3
首先分別稱(chēng)取9.0g磺胺醋酰鈉，7.0g硝酸銀，各自加入50mL去離子水中，以300r/min攪拌至固體溶解完全，得磺胺醋酰鈉溶液和硝酸銀溶液，將硝酸銀溶液以2mL/min滴加入磺胺醋酰鈉溶液中，繼續(xù)攪拌8min后，真空抽濾，用去離子水洗滌濾餅5次，將濾餅置于避光盒后轉(zhuǎn)入干燥箱中，在110℃下干燥3h，得磺胺醋酰銀，備用；量取8.0mL1-甲基咪唑，在75℃恒溫油浴下加熱10min，以1.0mL/min滴加12mL溴代正丁烷，繼續(xù)加熱15min，加入60mL乙酸乙酯，以400r/min攪拌30min，得混合液，將混合液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在80℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的30%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在60℃下干燥12h，得1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽；稱(chēng)取7.0g上述1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽加入40mL去離子水中，以300r/min攪拌至1-甲基-3-甲基咪唑溴鹽溶解完全，加入制備的16.0g磺胺醋酰銀，在避光處繼續(xù)攪拌40min，隨后過(guò)濾，濾液裝入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在80℃下蒸發(fā)濃縮至原液體積的40%，隨后轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，在60℃下干燥12h，得1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體；稱(chēng)取0.12g對(duì)甲基苯磺酸，加入12mL上述1-烷基-3-甲基咪唑磺胺醋酰鹽離子液體中，以200W超聲波超聲分散8min，加入10mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%過(guò)硫酸銨，靜置10min，得改性?xún)上嚯x子液體。
本發(fā)明所得的離子液體在常溫常壓下，密度為1.53g/cm3，粘度為30Pa·s，pH為8.5，分解溫度為220℃。