專利名稱：一種高耐堿穩定性咪唑類離子液體及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種咪唑類離子液體以及基于咪唑類離子液體的陰離子交換聚合物膜。
背景技術：
陰離子交換膜在水處理、濕法冶金、化學分離以及堿性燃料電池等工業領域都具
有廣泛的應用。傳統的聚合物陰離子交換膜常用的制備方法是將已商品化的聚合物進行氯甲基化，然后進行季銨化和陰離子交換等反應。其中在氯甲基化過程中會用到劇毒致癌物質氯甲醚，這對環境和人體都有很大的危害。并且傳統的聚合物陰離子交換膜的熱穩定性和化學穩定性都較低，在高溫或者堿性條件下，聚合物中的季銨基團很容易發生降解，導致離子交換容量下降，從而導電性能會大大下降，進而導致堿性燃料電池性能下降。中國發明專利CN101844042A公開了一種基于離子液體的陰離子交換膜的制備方法在反應器中加入咪唑型離子液體、丙烯酸酯類單體、溶劑、引發劑，通過加熱聚合、分離得到聚合物，將得到的聚合物通過相轉化法成膜，得到陰離子交換膜。該方法避免了傳統陰離子交換膜制備過程中劇毒物質氯甲醚的使用，使得制備過程更簡單安全。制備得到具有較高電導率的基于離子液體的陰離子交換膜。但是該發明并沒有用研究基于離子液體陰離子交換膜的耐堿穩定性，特別是在高溫強堿條件下的耐堿穩定性。參考文獻Mingli，Guo etal, Journal of Membrane Science, 2011，97-104報道了基于咪唑型離子液體的陰離子交換膜在80°C 6M KOH溶液中浸泡120小時電導率下降17. 4%，在堿性條件下也會降解。中國發明專利申請CN102050911A公開了一種新型的基于離子液體可用于堿性燃料電池的聚合物陰離子交換膜，采用原位聚合的方法制備了聚合物陰離子交換膜，制備過程簡單，不僅避免來了氯甲醚的使用，還避免了有機溶劑的使用，膜的厚度易于調控，通過引入交聯劑二乙烯基苯來調節陰離子交換膜的吸水率和溶脹度，提高聚合物陰離子膜的機械性能。60°C下浸泡在IM KOH溶液中120小時仍然能夠保持原有的電導率，有較好的耐堿性。但是，根據文獻Yossef A. Elabd et al, Macromolecules, 2011, 44 (21)，pp8494 - 8503可見，上述專利文獻中報道的基于咪唑離子液體(咪唑環2位不含有取代基團)的陰離子交換膜，它在更苛刻條件下會被親核試劑進攻發生開環降解反應，導致堿性陰離子聚合物膜的性能下降。因此，基于咪唑類離子液體的陰離子交換膜耐堿性仍然有待提高。
發明內容
本發明的發明目的是提供一種具有卓越耐堿性的咪唑類離子液體；本發明的另一發明目的是提供一種基于咪唑類離子液體的陰離子交換膜，提高陰離子交換膜的耐堿穩定性，克服目前所報道的基于咪唑類離子液體的陰離子子交換膜耐堿性不夠好的難題。為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是一種高耐堿穩定性聚合型咪唑類離子液體，化學結構如下
權利要求
1.一種高耐堿穩定性咪唑類離子液體，其特征在于化學結構如下
2.權利要求I所述咪唑類離子液體在制備陰離子交換聚合物膜中的應用。
3.根據權利要求2所述的應用，其特征在于陰離子交換聚合物膜的制備包括下列步驟 (1)將單體、咪唑類離子液體、交聯劑、引發劑以重量比為20 9080 10 :2 12 :I 6混合，將混合液在超聲波震蕩下混合均勻，進行原位聚合制備聚合物陰離子交換膜； (2)將制備的陰離子交換膜浸泡在堿液中進行陰離子交換； 其中，所述單體選自丙烯腈、苯乙烯、a-甲基苯乙烯、a-甲基丙烯腈中的一種或幾種；所述堿液為氫氧化鉀或氫氧化鈉的水溶液，堿液的溫度為50 80°C。
4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于所述引發劑為、
5.根據權利要求3所述的應用，其特征在于所述交聯劑為二乙烯基苯。
6.根據權利要求3所述的應用，其特征在于所述原位聚合的引發方式為加熱、紫外光照或者Y射線引發。
7.采用權利要求3中方法制備獲得的陰離子交換聚合物膜。
全文摘要
本發明公開了一種高耐堿穩定性咪唑類離子液體及其應用。離子液體的化學結構如下其中m為0～8的整數，n為0～6的整數，-R為中的一種，X選自I、Br、Cl中的一種。該離子液體可用于制備陰離子交換聚合物膜。本發明離子液體具備更好的耐堿穩定性，應用該咪唑類離子液體大大提高了堿性陰離子交換膜的耐堿穩定性，可應用在堿性燃料電池領域。
文檔編號C08F212/08GK102702106SQ20121021267
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者嚴鋒, 林本才 申請人:蘇州大學