本发明专利技术涉及共熔室温离子液体及其制法和应用。与已知的离子液体相比，本发明专利技术提供的共熔室温离子液体具有低熔点，具很好的稳定性。其可以在室温下分离和存储。本发明专利技术盐易于制备，原材料易于获得，并且能够得到非常好的收率，通常高于８０％，优选高于９０％。可以用作许多合成或催化反应的溶剂，在适当的反应中用作非水、极性物质，作为相转移催化剂或作为使均相催化剂多相化的介质。本发明专利技术提供的共熔室温离子液体作为电解质应用于染料敏化太阳能电池，光电转换效率可达７．１％和８．２％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及共熔室温离子液体及其制法和应用。技术背景离子液体主要是指在室温附近或更低温度下就能融化的有机盐，也可以是他们的混合物，它们不含中性分子而且通常具有低于373K 的熔点。现有技术中已知有多种作为离子液体的化合物。例如，Hurley 和Wier在一系列美国专利(US2446331、 US2446339和US2446350) 中首次公开了无溶剂离子液体。这些"室温熔盐"是基于AlCl3和多 种正烷基吡啶鎿卤化物的盐。近年来该主题已经发表了一些综述文章详细阐述吡啶鎗类、咪唑鎗类、季铵盐类材料的合成、性质及其在催 化、合成、锂电池、燃料电池和太阳能电池等领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以共熔原理为基础制备的具有重要性能的室温离子液体及其制备方法。本专利技术尤其要提供多元咪唑类室温离子液体作为电解质在染料敏化太阳能电池中的应用。本专利技术提供的共熔室温离子液体，其特征在于，其构成如下1) 其至少含有两种在室温附近或更低温度下就能融化的有机盐2)其熔点不高于室温，且至少一种组成盐的熔点高于室温； 所述共熔室温离子液体，其组成盐的有机阳离子为<formula>formula see original document page 14</formula>式中:(l)R为H，条件是至少一个杂原子上的R不为H;或者，R为具有1-20个碳原子的直链或支链烷基；或者，R为具有2-20个碳原子和一个或多个双键的直连或支链烯基；或者，R为具有2-20个碳原子和一个或多个三键的直连或支链炔基；或者，R为具有3-7个碳原子的饱和的环烷基，部分饱和的环垸基或完全 不饱和的环烷基；或者，当不存在卤素-杂原子键时，R为卤素，优选-F或-Cl;或者， 当不存在与带正电荷的杂原子相连的键且至少一个R不是-N02时，R为-N02;或者，当不存在与带正电荷的杂原子相连的键且至少一个R不是-CN时，R为-CN;(2)R在各种情况下相同或不同；或者， R通过单键或双键彼此键合成对；或者，一个或多个R部分或完全被卤素取代，优选被-F或-Cl取代；或 者，部分被-CN或-N02取代，条件是并非所有R全部被卤化；或者，R的一个或两个碳原子被杂碳原子取代，或选自-0-、 -C(0)-、 C(O)O-、 -S-、 -S(0)-、 -S02-、 -S(0)20-、 -N二、 -P=、 -NR' -、 -PR' -、-P(O) (0R' )-、 -P(O) (0R' )0-、 -P(O) (NR' R' )-、 -P(O) (NR' R' )0-、 -P(0)(NR' R' )NR' -、 -S(0)NR'-或-S(0)2NR'-;其中，R'为H， 或未氟化、部分氟化或全氟化的具有1-6个碳原子的烷基，或未氟化、 部分氟化或全氟化苯基；或者，R形成环状、双环或多环阳离子的方式成对键合；或者，R部分或完全被卤原子取代，尤其是被-F或-Cl取代；或部分被 -CN或-N02取代，且含有一个或两个选自-0-、 -C(O)-、 C(0)0-、 -S-、 -S(0)-、 -S02-、 -S (0)20-、 -N=、 -P二、 -NR' -、 -PR' -、 -P(O) (0R')-、 -P(0)(0R' )0-、 -P(O)(NR' R' )-、 -P(0)(NR' R' )0-、 -P(0)(NR' R' )NR' -、 -S(0)NR'-或-S(0)2NR'-的杂原子或原子团；但在完全 卤化的情况下，并非所有存在的取代基R均被完全卤化，即至少一个 R没有被全卤化；本专利技术所述共熔室温离子液体，其组成盐的有机阳离子的取代基 优选自-F、 -C丄、—Br、 -1、 CH3、 -C2H5、 -C3H7、 —CH(CH3)2、 —C4H9、-C(CH3)3、 C5H11、 -CeH!3、 -C7H15、 -CsHi7、 -C9H19、 -C10H21、 -C12H25、 -C20H41、-0CH3、 -0CH(CH3)2、 -CH20CH3、 -C2H40CH(CH3)2、 -SCH3、 -SCH(CH3)2、 —C2H4SC2H5、 -C2H4SCH(CH3)2、 —S(0)CH3、 —S02CH3、 —S02C2H5、 —S02C3H7、 -S02CH(CH3)2、 -CH2S02CH3、 -0S02CH3、 -0S02CF3、 -CH2NHC2H5、 -N(CH3)C3H5、-N (CH3) CF3、 -0-C4H8-0-C4H9、 -S-C2H4-N (C4H9) 2、 -0CF3、 -S (0) CF3、 -S02CF: -CF3、 -C2F5、 -C3F7、 -C4F9、 -C (CF3) 3、 -CF2S02CF3、 -C2F4N (C2F5) C2F5、 -CF=CF: -C (CF3) =CFCF3、 -CF2CF=CFCF3、 -CF=CFN (CF3) CF3、 -CFH2、 -CHF2、 -CH2CF: -C2F2H3、 -C3FH6、 -CH2C3F7、 -C(CFH2)3、 -CHO、 -C(O)OH、 -CHC(O)OH、 -CH2C(0)C2H5、 -CH2C(0)OCH3、 -CH2C(0) OC2H5、 —C(0)CH3、 -C(0)OCH3、F或I 本专利技术所述共熔室温离子液体，其组成盐的有机阳离子优选自:<formula>formula see original document page 17</formula>本专利技术所述共熔室温离子液体，其组成盐的阴离子选自r、 BA Cr、 -、 -、 -、 '、 -、 -、 -、 -、 -、 -、 -、 —、 —、 - 、 - 、 -、 - 、 - 、 . 、 2國、 -、 2-、 -、 -、 -、 -、 -、 -、 -、 -、 2-；所述阴离子中n为整数l至20， m为0、 1、 2或3， y为0、 1. 2、 3或4， z为0、 1、 2或3;17、 一+ NH(CH3)2所述的阴离子的取代基1)取代基RF和RP各自独立地为具有l-20个碳原子的全氟化的烷基，但RF'不包括三氟甲基；或者，具有2-20个碳原子且一个或多个双键的全氟化的烯基；或者，全氟化的苯基；或者，具有3-7个碳原子的饱和、部分不饱和或 完全不饱和的环烷基，该环垸基能被全氟垸基取代；2)取代基RF或RF'通过单键或双键相互连接成对，且取代基 RF或W中不在杂原子的a位的一个碳原子或两个不相邻的碳原子被 j^自—0—、 -QO)—、 -S—、 -S(O)—、 -S02—、 -N=、 —N=N-、 —NR'画、—PR' -、-P(O)R'-的原子或原子团代替；或者，含有端基R' -O-S(V或R' -0-C(0>,R'代表具有l-6个碳原子的未氟化、部分氟化或全氟化的 烷基；或者，具有3-7个碳原子的饱和或部分不饱和的环垸基；或者， 未取代或取代的苯基；或者，是未取代或取代的杂环；在阴离子中存在多个RF或W的情况下，这些阴离子以形成双 环或多环阴离子的方式通过单键或双键连接成对；或者，取代基RP'或R。为含有一个或两本文档来自技高网...
【技术保护点】
共熔室温离子液体，其特征在于，其构成如下：１）其至少含有两种在室温附近或更低温度下就能融化的有机盐２）其熔点不高于室温，且至少一种组成盐的熔点高于室温； 所述的组成盐的有机阳离子结构式为： ＊＊＊ 式中： （１）Ｒ为Ｈ，条件是至少一个杂原子上的Ｒ不为Ｈ；或者， Ｒ为具有１－２０个碳原子的直链或支链烷基；或者， Ｒ为具有２－２０个碳原子和一个或多个双键的直连或支链烯基；或者， Ｒ为具有２－２０个碳原子和一个或多个三键的直连或支链炔基；或者， Ｒ为具有３－７个碳原子的饱和的环烷基，部分饱和的环烷基或完全不饱和的环烷基；或者， 当不存在卤素－杂原子键时，Ｒ为卤素；或者， 当不存在与带正电荷的杂原子相连的键且至少一个Ｒ不是－ＮＯ↓［２］时，Ｒ为－ＮＯ↓［２］；或者， 当不存在与带正电荷的杂原子相连的键且至少一个Ｒ不是－ＣＮ时，Ｒ为－ＣＮ； （２）Ｒ在各种情况下相同或不同；或者， Ｒ通过单键或双键彼此键合成对；或者， 一个或多个Ｒ部分或完全被卤素取代；或者，部分被－ＣＮ或－ＮＯ↓［２］取代，条件是并非所有Ｒ全部被卤化；或者， Ｒ的一个或两个碳原子被杂碳原子取代，或选自－Ｏ－、－Ｃ（Ｏ）－、Ｃ（Ｏ）Ｏ－、－Ｓ－、－Ｓ（Ｏ）－、－ＳＯ↓［２］－、－Ｓ（Ｏ）↓［２］Ｏ－、－Ｎ＝、－Ｐ＝、－ＮＲ′－、－ＰＲ′－、－Ｐ（Ｏ）（ＯＲ′）－、－Ｐ（Ｏ）（ＯＲ′）Ｏ－、－Ｐ（Ｏ）（ＮＲ′Ｒ′）－、－Ｐ（Ｏ）（ＮＲ′Ｒ′）Ｏ－、－Ｐ（Ｏ）（ＮＲ′Ｒ′）ＮＲ′－、－Ｓ（Ｏ）ＮＲ′－或－Ｓ（Ｏ）↓［２］ＮＲ′－；其中，Ｒ′为Ｈ，或未氟化、部分氟化或全氟化的具有１－６个碳原子的烷基，或未氟化、部分氟化或全氟化苯基；或者， Ｒ形成环状、双环或多环阳离子的方式成对键合；或者， Ｒ部分或完全被卤原子取代，尤其是被－Ｆ或－Ｃｌ取代；或部分被－ＣＮ或－ＮＯ↓［２］取代，且含有一个或两个选自－Ｏ－、－Ｃ（Ｏ）－、Ｃ（Ｏ）Ｏ－、－Ｓ－、－Ｓ（Ｏ）－、－ＳＯ↓［２］－、－Ｓ（Ｏ）↓［２］Ｏ－、－Ｎ＝、－Ｐ＝、－ＮＲ′－、－ＰＲ′－、－Ｐ（Ｏ）（ＯＲ′）－、－Ｐ（Ｏ）（ＯＲ′）Ｏ－、－Ｐ（Ｏ）（ＮＲ′Ｒ′）－、－Ｐ（Ｏ）（ＮＲ′Ｒ′）Ｏ－、－Ｐ（Ｏ）（ＮＲ′Ｒ′）ＮＲ′－、－Ｓ（Ｏ）ＮＲ′－或－Ｓ（Ｏ）↓［２］ＮＲ′－的杂原子或原子团；但在完全卤化的情况下，并非...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张静，习成成，曹袆明，白羽，高飞飞，王鹏，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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