CN105985267A - 一种应用于电子行业的离子液体的制备方法 - Google Patents

一种应用于电子行业的离子液体的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105985267A
CN105985267A CN201510059563.2A CN201510059563A CN105985267A CN 105985267 A CN105985267 A CN 105985267A CN 201510059563 A CN201510059563 A CN 201510059563A CN 105985267 A CN105985267 A CN 105985267A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion
aqueous solution
ionic liquid
preparation
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510059563.2A
Other languages
English (en)
Inventor
何永刚
邹凯
任齐都
钱晓兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU GUOTAI SUPER POWER NEW MATERIALS Co Ltd
Original Assignee
JIANGSU GUOTAI SUPER POWER NEW MATERIALS Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU GUOTAI SUPER POWER NEW MATERIALS Co Ltd filed Critical JIANGSU GUOTAI SUPER POWER NEW MATERIALS Co Ltd
Priority to CN201510059563.2A priority Critical patent/CN105985267A/zh
Publication of CN105985267A publication Critical patent/CN105985267A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明涉及一种离子液体的制备方法，包括如下步骤：将阴离子为全氟烷基磺酰亚胺离子的水溶性化合物溶于水中，然后用活性炭脱色得到第一水溶液；将水溶性盐溶于水中，然后用活性炭脱色得到第二水溶液，所述的水溶性盐中的阳离子为季铵离子、季磷离子、咪唑离子、咪唑啉离子中的任一种；将所述的第一水溶液和所述的第二水溶液按所述的阴离子和所述的阳离子的摩尔比为 1:0.9~1.1 进行混合，然后经洗涤、分离、真空干燥得到所述的离子液体。本发明的离子液体的制备方案简单易行，利于工业化；且制备的离子液体纯度高，水份低，杂质离子含量少。

Description

一种应用于电子行业的离子液体的制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种应用于电子行业的离子液体的制备方法。
背景技术
离子液体不挥发、导电性强、热容大、蒸汽压小、性质稳定，对许多无机盐和有机物有良好的溶解性，在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛的应用。离子液体种类繁多，其中全氟烷基磺酰亚胺阴离子的优异化学结构，使得以全氟烷基磺酰亚胺为阴离子的离子液体在多个领域有应用，在电子行业更是效果突出。如：季铵盐及季磷盐型全氟烷基磺酰亚胺铵在显示器行业有着优异的综合抗静电性能；季铵盐、咪唑啉及咪唑型全氟烷基磺酰亚胺离子液体少量添加在超级电容器电解液或锂电池电解液中均有优异的性能改善。
适合于电子行业的电子级产品对卤素、水分、色号等指标有严格的要求，电子级产品往往要求卤素10ppm以下，水分100ppm以下、无色透明等。同时根据不同的离子液体结构有不同的合成方法。对于生产厂家而言合成多种离子液体，意味着需要多套生产工艺与设备，不利于规模化生产与控制。开发出一种即能满足电子级品质要求，又具备很好通用型、且环境友好的合成法对于生产企业来讲尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备简单的应用于电子行业的离子液体的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种应用于电子行业的离子液体的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)、将阴离子为全氟烷基磺酰亚胺离子的水溶性化合物溶于水中，然后用活性炭脱色得到第一水溶液；
步骤(2)、将水溶性盐溶于水中，然后用活性炭脱色得到第二水溶液，所述的水溶性盐中的阳离子为季铵离子、季磷离子、咪唑离子、咪唑啉离子中的任一种；
步骤(3)、将所述的第一水溶液和所述的第二水溶液按所述的阴离子和所述的阳离子的摩尔比为1:0.9～1.1进行混合，然后经洗涤、分离、真空干燥得到所述的离子液体；
其中，所述阴离子为全氟烷基磺酰亚胺离子的水溶性化合物的结构通式为：
M为H或Li，m、n独立地为1或2；
所述季铵离子的通式为：R2R3R4R5N+，R2、R3、R4、R5独立地为CnH2n+1或CnH2n或CnH2n-1，n为1～5的整数；
所述季磷离子的结构通式为：
R6、R7、R8、R9独立地为碳原子数为1～14的烷基；
所述咪唑离子的结构通式为：
R10、R11独立地为碳原子数为1～6的烷基，R12、R13、R14独立地为H或者碳原子数为1～5的烷基；
所述咪唑啉离子的结构通式为：
R15、R16独立地为碳原子数为1～6的烷基，R17、R18、R19独立地为H或者碳原子数为1～5的烷基。
具体地，所述的水溶性盐中的阴离子为氯离子、溴离子、碘离子、碳酸单烷基酯离子中的任一种，所述的碳酸单烷基酯离子的结构通式为：
R1为甲基或乙基。
具体地，所述的第一水溶液的质量百分比浓度为30％～80％。
具体地，所述的第二水溶液的质量百分比浓度为30％～60％。
具体地，所述阴离子为全氟烷基磺酰亚胺离子的水溶性化合物为双三氟甲烷磺酰亚胺锂或双三氟甲基磺酰亚胺。
具体地，所述的水溶性盐为(三丁基甲基氯化铵)、(甲基三乙基碳酸单甲酯季铵盐)、(螺1，1’-双吡咯季铵溴盐)、(十四烷基三己基氯化磷)、(1-乙基-3-甲基咪唑溴盐)、(1，2，3，4-四甲基咪唑啉碳酸单甲酯盐)、 中的任意一种。
具体地，所述的第一水溶液和所述的第二水溶液混合反应50～70分钟。
具体地，步骤(3)中，将所述的第一水溶液和所述的第二水溶液混合反应后在100℃～110℃下进行回流洗涤。
具体地，步骤(3)中，采用分层分离或热过滤分离进行所述的分离。
更具体地，所述的离子液体熔点在90℃以下的混合物采用分层分离，所述的离子液体熔点在90℃以上的混合物采用热过滤分离。
具体地，步骤(3)中，在70℃～130℃下进行所述的真空干燥。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的离子液体的制备方案简单易行，利于工业化；且制备的离子液体纯度高，水份低，杂质离子含量少，收率高。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作详细说明：
实施例1
采用三丁基甲基氯化铵(TBMACl)与双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)反应生成三丁基甲基双三氟甲基磺酰亚胺铵盐(TBMA·TFSI)，副产为氯化锂。
TBMACl+LiTFSI→TBMA·TFSI+LiCl
步骤一、取287gLiTFSI完全溶于水配置成60％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到无色LiTFSI水溶液。
步骤二、取236gTBMACl完全溶于水配置成50％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到TBMACl无色水溶液。
步骤三、将步骤一所得无色LiTFSI水溶液与步骤二所得TBMACl无色水溶液混合反应1小时后得到乳化液，将该乳化液在100℃回流条件下洗涤，至静置后无乳化现象后趁热分层取下层液。重复3次后得到TBMA·TFSI粗品475g。
步骤四、将上步所得TBMA·TFSI粗品在105℃下真空干燥10小时后得到466g无色液体TBMA·TFSI产品(熔点约27.5℃)，收率97.1％，氯含量：2.4ppm，水分：80ppm，金属离子均＜1ppm
实施例2
采用甲基三乙基碳酸单甲酯季铵盐(TEMA·CO3CH3)与双三氟甲基磺酰亚胺酸(HTFSI)反应生成甲基三乙基双三氟甲基磺酰亚胺铵盐(TEMA·TFSI)，副产为二氧化碳。
步骤一、取281gHTFSI完全溶于水配置成80％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到无色HTFSI水溶液。
步骤二、取191g TEMA·CO3CH3完全溶于水配置成60％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到TEMA·CO3CH3无色水溶液。
步骤三、将步骤一所得无色HTFSI水溶液缓慢滴加至步骤二所得TEMA·CO3CH3无色水溶液中至全部加完后继续搅拌1小时后得到固液混合物，过滤后得到固体(TEMA·TFSI)。将所得固体在100℃回流条件下洗涤，至静置后上层液体中无油状物后过滤得到固体。重复3次后得到粗品(TEMA·TFSI)382g。
步骤四、将上步所得TEMA·TFSI粗品在120℃下真空干燥12小时后得到377g无色液体状TEMA·TFSI产品(熔点约97℃，冷却后变为固体)，收率95.2％，氯含量：0.5ppm，水分：97ppm，金属离子均＜1ppm。
实施例3
采用螺1，1’-双吡咯季铵溴盐(SBPBr)与双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)反应生成双三氟甲基磺酰亚胺螺1，1’-双吡咯季铵盐(SBP·TFSI)，副产为溴化锂。
步骤一、取287gLiTFSI完全溶于水配置成60％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到无色LiTFSI水溶液。
步骤二、取206g SBPBr完全溶于水配置成60％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到SBPBr无色水溶液。
步骤三、步骤一所得无色LiTFSI水溶液与步骤二所得SBPBr无色水溶液混合搅拌1小时后得到固液混合物，过滤后得到固体(SBP·TFSI)。将所得固体在100℃加热回流条件下洗涤，至静置后上层液体中无油状物后过滤得到固体。重复3次后得到粗品(SBP·TFSI)395g。
步骤四、将上步所得SBP·TFSI粗品在120℃下真空干燥12小时后得到389白色固体状SBP·TFSI产品，收率95.8％，溴含量：1.9ppm，水分：88ppm，金属离子均＜1ppm。
实施例4
采用十四烷基三己基氯化磷(THTPCl)与双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)反应生成十四烷基三己基双三氟甲基磺酰亚胺磷盐(THTP·TFSI)，副产为氯化锂。
步骤一、取287gLiTFSI完全溶于水配置成50％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到无色LiTFSI水溶液。
步骤二、取519g THTPCl完全溶于水配置成40％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到THTPCl无色水溶液。
同实施例1所述合成洗涤工艺最终得到700g无色液体状(THTP·TFSI)产品，收率91.6％，氯含量：1.7ppm，水分：96ppm，金属离子均＜1ppm
实施例5
采用1-乙基-3-甲基咪唑溴盐(EMIbr)与双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)反应生成1-乙基-3-甲基双三氟甲基磺酰亚胺咪唑盐(EMI·TFSI)，副产为溴化锂
步骤一、取287gLiTFSI完全溶于水配置成50％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到无色LiTFSI水溶液。
步骤二、取191.3g EMIbr完全溶于水配置成60％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到EMIbr无色水溶液。
同实施例1所述合成洗涤工艺最终得到370g无色液体状(EMI·TFSI)产品，收率94.6％，溴含量：2.3ppm，水分：75ppm，金属离子均＜1ppm。
实施例6
采用1，2，3，4-四甲基咪唑啉碳酸单甲酯盐(TMI·CO3CH3)与双三氟甲基磺酰亚胺酸(HTFSI)反应生成(TMI·TFSI)，副产为二氧化碳。
步骤一、取281gHTFSI完全溶于水配置成80％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到无色HTFSI水溶液。
步骤二、取201g TMI·CO3CH3完全溶于水配置成60％的水溶液，使用粉末状活性炭脱色至2小时后过滤得到TEMA·CO3CH3无色水溶液。
同实施例2所述合成洗涤工艺最终得到385g无色液体状TMI·TFSI产品(熔点约50℃，冷却后变为固体)，收率94.8％，氯含量：0.5ppm，水分：97ppm，金属离子均＜1ppm。
实施例7～10见表1，制备方法同实施例1。
表1
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于电子行业的离子液体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤(1)、将阴离子为全氟烷基磺酰亚胺离子的水溶性化合物溶于水中，然后用活性炭脱色得到第一水溶液；
步骤(2)、将水溶性盐溶于水中，然后用活性炭脱色得到第二水溶液，所述的水溶性盐中的阳离子为季铵离子、季磷离子、咪唑离子、咪唑啉离子中的任一种；
步骤(3)、将所述的第一水溶液和所述的第二水溶液按所述的阴离子和所述的阳离子的摩尔比为1:0.9～1.1进行混合，然后经洗涤、分离、真空干燥得到所述的离子液体；
其中，所述阴离子为全氟烷基磺酰亚胺离子的水溶性化合物的结构通式为：
M为H或Li，m、n独立地为1或2；
所述季铵离子的通式为：R2R3R4R5N+，R2、R3、R4、R5独立地为CnH2n+1或CnH2n或CnH2n-1，n为1～5的整数；
所述季磷离子的结构通式为：
R6、R7、R8、R9独立地为碳原子数为1～14的烷基；
所述咪唑离子的结构通式为：
R10、R11独立地为碳原子数为1～6的烷基，R12、R13、R14独立地为H或者碳原子数为1～5的烷基；
所述咪唑啉离子的结构通式为：
R15、R16独立地为碳原子数为1～6的烷基，R17、R18、R19独立地为H或者碳原子数为1～5的烷基。
2.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述的水溶性盐中的阴离子为氯离子、溴离子、碘离子、碳酸单烷基酯离子中的任一种，所述的碳酸单烷基酯离子的结构通式为：
R1为甲基或乙基。
3.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述的第一水溶液的质量百分比浓度为30％～80％。
4.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述的第二水溶液的质量百分比浓度为30％～60％。
5.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述阴离子为全氟烷基磺酰亚胺离子的水溶性化合物为双三氟甲烷磺酰亚胺锂或双三氟甲基磺酰亚胺。
6.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述的水溶性盐为 中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述的第一水溶液和所述的第二水溶液混合反应50～70分钟。
8.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，将所述的第一水溶液和所述的第二水溶液混合反应后在100℃～110℃下进行回流洗涤。
9.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，采用分层分离或热过滤分离进行所述的分离。
10.根据权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，在70℃～130℃下进行所述的真空干燥。
CN201510059563.2A 2015-02-05 2015-02-05 一种应用于电子行业的离子液体的制备方法 Pending CN105985267A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510059563.2A CN105985267A (zh) 2015-02-05 2015-02-05 一种应用于电子行业的离子液体的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510059563.2A CN105985267A (zh) 2015-02-05 2015-02-05 一种应用于电子行业的离子液体的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105985267A true CN105985267A (zh) 2016-10-05

Family

ID=57037412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510059563.2A Pending CN105985267A (zh) 2015-02-05 2015-02-05 一种应用于电子行业的离子液体的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105985267A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116162045A (zh) * 2023-03-07 2023-05-26 衢州市九洲化工有限公司 一种三丁基甲基铵双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747244A (zh) * 2008-12-05 2010-06-23 华中科技大学 合成全氟烷基磺酰亚胺碱金属盐的方法和由该类盐合成的离子液体
CN103515650A (zh) * 2012-06-26 2014-01-15 华中科技大学 一种锂离子电池用非水电解液及其应用
CN104230722A (zh) * 2014-03-31 2014-12-24 深圳新宙邦科技股份有限公司 双氟磺酰亚胺鎓盐的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747244A (zh) * 2008-12-05 2010-06-23 华中科技大学 合成全氟烷基磺酰亚胺碱金属盐的方法和由该类盐合成的离子液体
CN103515650A (zh) * 2012-06-26 2014-01-15 华中科技大学 一种锂离子电池用非水电解液及其应用
CN104230722A (zh) * 2014-03-31 2014-12-24 深圳新宙邦科技股份有限公司 双氟磺酰亚胺鎓盐的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116162045A (zh) * 2023-03-07 2023-05-26 衢州市九洲化工有限公司 一种三丁基甲基铵双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4624106B2 (ja) テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物の直接製造方法
CN1978433A (zh) 咪唑基双功能化的室温离子液体及其制备方法
CN106854195B (zh) 一种高纯度氟代碳酸乙烯酯的制备方法
CN107074543A (zh) 制备含有氟磺酰基基团的酰亚胺
CN109560320A (zh) 锂盐混合物作为锂离子电池电解质的用途
CN102993119A (zh) 含咪唑离子液体及其制备方法、电解液及其应用
CN108530363A (zh) 咪唑类离子液体、离子液体电解液及制备方法和应用
CN104022308B (zh) 用于镁电池的电解质溶液和包含该电解质溶液的镁电池
EP2952518A1 (en) Organic Phosphonium Salts, a Method for their Preparation, and their Use in Electrochemical Systems
CN107226461A (zh) 一种双氟磺酰亚胺盐的制备方法
CN104557995B (zh) 一种二氟草酸硼酸锂的制备方法
WO2017090346A1 (ja) ケイ素含有スルホン酸塩
CN103965141A (zh) 吡咯烷离子液体及其制备方法与电解液及电容器
JP6651968B2 (ja) ケイ素含有硫酸エステル塩
JP2005104845A (ja) ４級アンモニウム系常温溶融塩及び製造法
CN105985267A (zh) 一种应用于电子行业的离子液体的制备方法
JP2014529191A5 (zh)
CN106117218A (zh) 一种四氟硼酸螺环季铵盐的制备方法
CN106829891A (zh) 一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法
CN106532123A (zh) 一种锂离子电池电解液及含有该电解液的电池
CN102993118A (zh) 含哌啶离子液体及其制备方法、电解液及其应用
CN101131897A (zh) 铝电解电容器、超级电容器用季铵盐的制备方法
CN110305066A (zh) 一种硫酰二咪唑基离子液体的制备方法
CN101210000A (zh) 具有高电化学稳定性的离子液体及其制备方法
CN103896785A (zh) 双中心季铵盐类离子液体及其制备方法与电解液及锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161005