一种负自由基离子液体及自组装离子的分离方法技术

本发明专利技术涉及一种负自由基离子液体，属于化工产品技术领域，该负自由基离子液体由以下组分按照重量份数混合制备而成：多孔纳米氧化硅0.5份～5份、碱性聚合物电解质1份～20份和水80份～200份，该技术方案以水为介质，使用安全性好，不存在二次污染的问题。本发明专利技术还提供了一种该负自由基离子液体的分离方法，包括以下步骤：（1）碱性聚合物电解质的制备；（2）多孔纳米氧化硅溶液的制备；（3）自组装离子的分离。该分离制备方法工艺简单，实用价值广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种负自由基离子液体及自组装离子的分离方法
本专利技术涉及一种负自由基离子液体，以及该负自由基离子液体的分离方法，属于化工产品

技术介绍
氧化剂具有的得电子的性质称为氧化性，氧化性的决定因素是该物质中高价态元素的得电子倾向。在溶液中，根据双电层理论，氧化性的大小反映为氧化剂的标准氢电极电势：电势越高，则氧化性越强；电势越低，则氧化性越弱，相对应的，其还原态的还原性则越强。传统氧化剂按照介质需求分为酸性、碱性和中性氧化剂，其中酸性介质氧化剂有过氧化氢、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸和硝酸等，该类氧化剂易挥发，使用时需要使用者进行防护，存在安全隐患；碱性介质氧化剂包括次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠和过硼酸钾等，该类氧化剂在使用过程中，容易造成二次污染；中性氧化剂例如溴、碘等，也存在二次污染的问题，为此，制备一种安全型好，氧化能力强的新型氧化剂很有必要。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种负自由基离子液体，具体技术方案如下：一种负自由基离子液体，其特征在于，所述负自由基离子液体由以下组分按照重量份数混合制备而成：多孔纳米氧化硅0.5份～5份、碱性聚合物电解质1份～20份和水80份～200份。作为上述技术方案的改进，所述水为碱性除氧去离子水。作为上述技术方案的改进，所述碱性聚合物电解质为聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物。上述技术方案以水为介质，使用安全性好，不存在二次污染的问题。本专利技术还提供了一种负自由基离子液体的分离方法，包括以下步骤：（1）碱性聚合物电解质的制备；（2）多孔纳米氧化硅溶液的制备；（3）自组装离子的分离；所述步骤（1）中，将聚环氧乙烷和水混合后，在92℃～95℃水浴搅拌并成分混匀，然后将氢氧化锂水溶液缓慢加入到聚环氧乙烷水溶液中，形成均一的胶体，将得到的胶体拉制成多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜；所述步骤（2）中，将粒径为15nm～100nm多孔纳米氧化硅加入30℃～40℃的温水中，匀速搅拌成均一的多孔纳米氧化硅溶液；所述步骤（3）中，将步骤（2）制得的多孔纳米氧化硅溶液均匀涂覆到步骤（1）的多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜上，然后张紧多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜并注入碱性除氧去离子水，然后将通过多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜过滤后的水溶液取出，静置10h～30h，待溶液分层后得到不溶于水的自组装自由基离子凝聚体。作为上述技术方案的改进，所述步骤（3）中，碱性除氧去离子水的制备方法为，将去离子水加热煮沸10min～30min，冷却后，加入氢氧化锂水溶液调节PH=11。作为上述技术方案的改进，所述步骤（3）中，通过多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜过滤后的水溶液取出后，重新使用多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜过滤2次～4次。上述技术方案通过在电离中自组装负自由基离子液体，强碱性电解质，得到了完全电离后，由于离子能够独立移动，由于负自由基离子迁移速度快，并具有亲水性，因此能够快速地自组装成负自由基离子液体，即为H2O·OH-，同时还解决了OH-负离子热力学上的稳定性问题，工艺简单，实用价值广阔。具体实施方式本专利技术提供了一种负自由基离子液体，述负自由基离子液体由以下组分按照重量份数混合制备而成，其中多孔纳米氧化硅0.5份～5份、碱性聚合物电解质1份～20份和水80份～200份，其中，碱性聚合物电解质为聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物，水为碱性除氧去离子水。负自由基离子液体的具体制备方法如下：（1）碱性聚合物电解质的制备，将聚环氧乙烷和水混合后，在92℃～95℃水浴搅拌并成分混匀，然后将氢氧化锂水溶液缓慢加入到聚环氧乙烷水溶液中，形成均一的胶体，将得到的胶体拉制成多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜；（2）多孔纳米氧化硅溶液的制备，将粒径为15nm～100nm多孔纳米氧化硅加入30℃～40℃的温水中，匀速搅拌成均一的多孔纳米氧化硅溶液；（3）自组装离子的分离，将步骤（2）制得的多孔纳米氧化硅溶液均匀涂覆到步骤（1）的多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜上，然后张紧多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜并注入碱性除氧去离子水，然后将通过多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜过滤后的水溶液取出，静置10h～30h，待溶液分层后得到不溶于水的自组装自由基离子凝聚体。上述方案的步骤（3）中，碱性除氧去离子水的制备方法为：将去离子水加热煮沸10min～30min，冷却后，加入氢氧化锂水溶液调节PH=11，通过多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜过滤后的水溶液取出后，重新使用多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜过滤2次～4次。上述方法之所以能够实现步骤（3）的负自由基离子液体的自组装，主要是通过不同反应物的选择，从而实现正、负离子的分离。这种方法的主要特征有以下几个方面：第一，在水介质中自组装与离子分离a）水介质为自组装与离子分离提供了准备条件，如碱性聚合物电解质的制备、多孔纳米氧化硅溶液的制备；b）水介质为自组装与离子分离提供了场所，如分子扩散、离子迁移的通道以及自组装的场所；c）水介质为负自由基离子提供了载体，如负自由基离子通过氢键与水分子自组装成负自由基离子液体，即为H2O·OH-。可以说，没有水介质就不存在自组装。第二，在重复电离机理中，不断地分离出负自由基离子，不断地自组装成负自由基离子。利用这一机理，既可以使OH-负离子达到极限浓度（即为所有水分子与OH-负离子均自组装成H2O·OH-）；第三，在自组装——离子分离过程中，自组装分为两个层次第一个层次是负自由基离子的自组装，自组装成负自由基离子液体，即为H2O·OH-；第二个层次是正离子的自组装，自组装成不溶于水的凝聚体，一个是液体，另个是不溶于水的凝聚体，所以正负离子能够得到很好的分离；第四，在电离中自组装负自由基离子液体，强碱性电解质，得到了完全电离后，由于离子能够独立移动，由于负自由基离子迁移速度快，并具有亲水性，因此能够快速地自组装成负自由基离子液体，即为H2O·OH-，同时还解决了OH-负离子热力学上的稳定性问题。下面结合具体实施例进行详细描述。实施例一按照以下步骤进行负自由基离子液体的制备：（1）碱性聚合物电解质的制备，将2.2g聚环氧乙烷和20ml水混合后，在93℃水浴搅拌并成分混匀，然后将10ml氢氧化锂（0.1mol/L）水溶液缓慢加入到聚环氧乙烷水溶液中，形成均一的胶体，将得到的胶体拉制成多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜；（2）多孔纳米氧化硅溶液的制备，将0.3g多孔纳米氧化硅加入37℃的温水中，匀速搅拌成均一的多孔纳米氧化硅溶液；（3）自组装离子的分离，将步骤（2）制得的多孔纳米氧化硅溶液均匀涂覆到步骤（1）的多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜上，其中多孔纳米氧化硅的作用有两方面：第一，在溶液中起到吸收正离子的作用；第二，能够对多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物进行有效改性，降低聚合物基体的结晶度，在聚合物表面形成晶体缺陷和自由体积，提高聚合物的稳定性，增加阴离子迁移数，提高负自由基离子产生效率。然后张紧多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜并注入碱性除氧去离子水，然后将通过多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜过滤后的水溶液取出，静置24h，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负自由基离子液体，其特征在于，所述负自由基离子液体由以下组分按照重量份数混合制备而成：多孔纳米氧化硅0.5份～5份、碱性聚合物电解质1份～20份和水80份～200份。

【技术特征摘要】
1.一种负自由基离子液体，其特征在于，所述负自由基离子液体由以下组分按照重量份数混合制备而成：多孔纳米氧化硅0.5份～5份、碱性聚合物电解质1份～20份和水80份～200份。2.如权利要求1所述的一种负自由基离子液体，其特征在于，所述水为碱性除氧去离子水。3.如权利要求1所述的一种负自由基离子液体，其特征在于，所述碱性聚合物电解质为聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物。4.一种权利要求1所述的一种负自由基离子液体的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）碱性聚合物电解质的制备；（2）多孔纳米氧化硅溶液的制备；（3）自组装离子的分离；所述步骤（1）中，将聚环氧乙烷和水混合后，在92℃～95℃水浴搅拌并成分混匀，然后将氢氧化锂水溶液缓慢加入到聚环氧乙烷水溶液中，形成均一的胶体，将得到的胶体拉制成多孔聚环氧乙烷-氢氧化锂-水聚合物薄膜；所述步骤（2）中，将粒径为15nm～100nm多孔纳米氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱长效，张立德，赵金良，
申请(专利权)人：安徽省利特环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34