CN115073346B - 一种水苏碱离子液体及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水苏碱离子液体及其制备方法与应用，所述水苏碱离子液体具有如下结构：式中，R表示侧链，A‑表示阴离子。本发明方案的离子液体以水苏碱衍生物为阳离子，具有结构比较简单，体积大小适中，流动性良好，电导率较高，电化学窗口较宽等特点。此外，由于水苏碱的特殊结构，加上离子化后形成的酯基官能团，本发明方案的水苏碱离子液体易于被生物降解，且毒性较低。因此本发明方案的水苏碱离子液体作为电池电解液或萃取溶剂等具有良好的应用前景。

Description

一种水苏碱离子液体及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及离子液体技术领域，尤其是涉及一种水苏碱离子液体及其制备方法与应用。
背景技术
离子液体是由阴阳两种离子组成，在室温下为液态的一种熔融状的盐。由于具有热稳定性好、溶解能力强等特点，其广泛用作溶剂，在萃取分离、材料制备、电化学等多个领域的研究取得了许多令人满意的结果，受到了广泛的关注。
在电化学领域中，具有高比能量、高比功率、高安全性和长循环寿命的锂二次电池是未来电动车辆和各种电动工具的理想动力源。在锂电池的容量和能量密度不断增大的同时，锂电池的安全问题已经成为制约其发展与应用的关键。
目前市场上的锂电池多采用易燃有机溶剂(碳酸酯类)与锂盐组成的混合电解液。当锂电池处于过充、过放、针刺、挤压、内短路、高温等情况下，电解液极易瞬间起火产生大量热量，导致热失控，造成安全事故。因此研究安全、高效的锂电池电解液，杜绝起火隐患，是解决锂电池安全问题的关键所在。室温下表现为液态的离子液体具有不挥发、耐热性高、液态温度范围宽(可达300度)、不易燃性及高化学稳定性，近年来离子液体倍受瞩目，有关离子液体作为锂电池电解液的研究引起学术界的广泛兴趣和产业界的极大期待。
然而，传统离子液体虽在热稳定性上优于有机溶剂，但其仍存在工作电压窗口较窄且有较强的毒性、难以被生物降解的缺陷，这使得其在锂电池电解液的应用中受到了较大的局限。
基于此，开发一种工作电压窗口较宽，且天然低毒性可生物降解的离子液体具有重要意义。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水苏碱离子液体，该离子液体具有较宽的工作电压窗口，同时，对环境友好。
本发明还提出了上述离子液体的制备方法。
本发明还提出了上述离子液体的应用。
根据本发明的一个方面，提出了一种水苏碱离子液体，所述水苏碱离子液体具有如下结构：
式中，A-表示阴离子；所述A-为[CF3SO3]-、[C2F5SO3]-、[CH3CO2]-、[(C2F5)3PF3]-、[(CF3SO2)2N]-、[(FSO2)2N]-、[SCN]-、[ClO4]-、[N(CN)2]-、双草酸硼酸根([BOB]-)或者二氟草酸硼酸根([DFOB]-)中的至少一种；所述R为-CH3、-C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、n-C6H13、n-C7H15、n-C8H17、C2H4OH、n-C3H6OH、n-C4H8OH、-C2H4CN、n-C3H6CN、n-C4H8CN、C2H4OCH3、n-C3H6OCH3、n-C4H8OCH3、C2H4OC2H5、n-C3H6OC2H5或者n-C4H8OC2H5中的至少一种。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：本发明方案的离子液体以水苏碱衍生物为阳离子，具有结构比较简单、体积大小适中、流动性良好、电导率较高、电化学窗口较宽等特点。此外，由于水苏碱的特殊结构，加上离子化后形成的酯基官能团，本发明方案的水苏碱离子液体易于被生物降解，且毒性较低。因此本发明方案的水苏碱离子液体作为电池电解液或萃取溶剂等具有良好的应用前景。本发明方案的离子液体可较好地解决水苏碱应用时存在的脂溶性较差等问题，同时，相较于类似结构的其他离子液体具有更低的生物毒性和环境毒性，在电池电解液或萃取等领域均具有良好的应用前景。
根据本发明的另一个方面，还提出了上述离子液体的制备方法，包括如下步骤：
取卤化水苏碱盐与阴离子前体盐进行反应，制得所述离子液体；
其中，所述卤化水苏碱盐的结构如下式所示：
式中，X-表示卤素离子，为Cl、Br或I中的至少一种；R为-CH3、-C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、n-C6H13、n-C7H15、n-C8H17、C2H4OH、n-C3H6OH、n-C4H8OH、-C2H4CN、n-C3H6CN、n-C4H8CN、C2H4OCH3、n-C3H6OCH3、n-C4H8OCH3、C2H4OC2H5、n-C3H6OC2H5或者n-C4H8OC2H5中的至少一种。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：本发明方案通过离子交换反应即可制得离子液体，其操作简便，采用的原料毒性低，绿色环保、可生物降解，符合绿色化学要求，同时，该制备方法在工业过程中高效易用，制得的离子液体提高了水苏碱的稳定性和脂溶性，可用于电化学、萃取等诸多的领域。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐与阴离子前体盐按摩尔比1：1～1.5的比例混合。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐与阴离子前体盐按摩尔比1：1.1～1.5的比例混合。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐与阴离子前体盐按摩尔比约为1：1.2的比例混合。
根据本发明的一些实施方式，所述阴离子前体盐为锂盐、钠盐、钾盐或氨盐中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体制备过程中，反应在溶剂中进行。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体制备过程中，所述溶剂包括水、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙腈、乙醇、甲醇或二氯甲烷中的至少一种。
本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体制备过程中，所述卤化水苏碱盐与溶剂的质量体积比为1：2～8g/mL。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体制备过程中，所述卤化水苏碱盐与溶剂的质量体积比约为1：5g/mL。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体制备过程中，所述反应的时间为0.1～1d。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体制备过程中，所述反应的时间为0.5～0.8d。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体的制备过程还包括反应后提纯的步骤。
根据本发明的一些实施方式，所述提纯包括如下操作：去除反应过程中的溶剂(优选通过加热的方式去除，加热温度为25～100摄氏度；优选为40～80摄氏度)后，加入有机溶剂(溶析或盐析)，除去水苏碱，干燥，重结晶得纯化后的所述水苏碱离子液体。
根据本发明的一些实施方式，所述有机溶剂包括乙腈、四氢呋喃、乙醇、甲醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、二氯甲烷或丙酮中的一种或几种的混合物至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐的制备方法包括如下步骤：
将水苏碱与卤代试剂混合，反应制得所述卤化水苏碱盐；
其中，所述卤代试剂为XR，其中，X为Cl、Br或I中的至少一种；R为-CH3、-C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、n-C6H13、n-C7H15、n-C8H17、C2H4OH、n-C3H6OH、n-C4H8OH、-C2H4CN、n-C3H6CN、n-C4H8CN、C2H4OCH3、n-C3H6OCH3、n-C4H8OCH3、C2H4OC2H5、n-C3H6OC2H5或者n-C4H8OC2H5中的至少一种。
采用可控的烷基化反应，该方法产率高、副产物少、可选择的卤代试剂种类丰富、原料和反应溶剂毒性小，易于保存和使用，更适合于批量生产。传统方法采用二氯亚砜为催化剂与直链醇进行酯化反应，从而制得卤化水苏碱盐，由于需要使用二氯亚砜，其存在遇水或潮气易分解放出二氧化硫、氯化氢等刺激性有毒烟气、因受热分解产生有毒性物质、对金属尤其是潮湿空气存在下有腐蚀性或本身毒性较强等诸多安全隐患和环境毒害，使得其仅适用于实验室，而难以进行产业化。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱与卤代试剂按摩尔比为1：1～1.5的比例混合。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱与卤代试剂按摩尔比为1：1.3～1.5的比例混合。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱与卤代试剂按摩尔比约为1：1.4的比例混合。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，反应的温度为25～100摄氏度。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，反应的温度为40～80摄氏度。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，反应的温度为50～80摄氏度。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，反应的温度为60～70摄氏度。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，反应在溶剂中进行。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，所述溶剂包括乙腈、乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇、四氢呋喃、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮或水中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，所述水苏碱与溶剂的质量体积比为1：8～12g/mL。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，所述水苏碱与溶剂的质量体积比约为1：10g/mL。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，所述反应的时间为0.1～1d。
根据本发明的一些实施方式，所述卤化水苏碱盐制备过程中，所述反应的时间为0.5～0.8d。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱的制备方法包括如下步骤：
取盐酸水苏碱与碱性化合物的醇溶液混合，制得所述水苏碱。
根据本发明的一些实施方式，所述碱性化合物包括氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸氢钠中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述盐酸水苏碱与碱性化合物按物质的量比为1：1混合。
根据本发明的一些实施方式，所述水苏碱离子液体的具体合成步骤如下:
(1)将等摩尔的盐酸水苏碱与碱性化合物溶于低沸点醇溶剂中混合中和(优选地，室温搅拌反应1～4h，反应后将混合物经0.22μm有机系滤膜过滤，通过旋蒸和真空干燥去除溶剂)，得到水苏碱。
(2)水苏碱和卤代试剂以1:1～1.5的摩尔比反应(优选地，1:10(g:mL)的固液比(水苏碱/有机溶剂)、40～80℃下在溶剂中反应0.1～1d)，反应结束后，加入无水乙醚或者乙酸乙酯，形成饱和溶液，静置结晶(如有必要，可置于冰箱中冷却)。结晶后，产品从溶液中析出，倒出溶剂，并收集固体样品，得到卤化水苏碱盐。
(3)将卤化水苏碱盐的卤化盐和阴离子前体盐以1:1～1.5的摩尔比反应(优选地，1:5(g：mL)固液比(卤化盐/有机溶剂或去离子水)、室温下在溶剂中反应0.1～1d)，得到水苏碱盐离子液体。优选地，还包括在反应结束后，通过过滤或分液的方法进行纯化离子液体，经干燥工序得到水苏碱离子液体的步骤。
本发明制备方法所选用的原料绿色环保、可生物降解，通过简单除氯、烷基化反应实现，所方法简单、易于制备，所得水苏碱离子液体含有酯基应用电池电解液时有利于锂离子在电解液转运。
根据本发明的再一个方面，还提出上述离子液体在电解液或萃取剂制备中的应用。
一种电解液，包括上述离子液体。
根据本发明的一些实施方式，所述电解液还包括锂盐。本发明方案的离子液体中含有酯基，可增大其对锂盐的溶解度，同时，锂离子容易被酯基官能团溶剂化，温度越高，黏度越低，溶剂化离子越容易扩散，大在提升了锂离子在离子液体溶液中的转运。
一种萃取剂，包括上述离子液体。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：本发明方案的离子液体，电化学窗口可达5.1V以上，低毒且可生物降解，工业应用前景好。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例1制得的水苏碱的1HNMR图；
图2为本发明实施例1制得的卤化水苏碱盐的1HNMR图；
图3为本发明实施例2制得的水苏碱离子液体的1HNMR图；
图4为本发明实施例3制得的水苏碱离子液体的1HNMR图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明的描述中，如无特殊规定，所述“约”的含义是指正负2％。
实施例1
本实施例提供了一种水苏碱离子液体，具体为[C2-Sta]+[(CF3SO2)2N]-，结构如下：其制备过程如下：
以盐酸水苏碱为前体，通过除氯、烷基化反应，经过盐析、重结晶得到卤化水苏碱盐前体盐，再与阴离子盐进行离子交换反应得到阴离子的水苏碱离子液体。
具体为：
1、水苏碱的制备：
取盐酸水苏碱100g与氢氧化钠(物质的量与盐酸水苏碱相等)，加入到500ml无水乙醇中，进行机械搅拌3h，经0.22μm滤膜去除氯化钠，60℃下旋蒸去除溶剂，真空干燥至恒重，得到80.5g水苏碱(其含有0.7％氯离子含量)。
2、卤化水苏碱盐的制备：
(1)烷基酯化反应制备[C2-Sta]+[Br]-
取10g新制备的水苏碱，100mL乙腈，6.26mL溴乙烷，混合后在80℃下回流反应1d。反应结束后，60℃下减压蒸馏去除溶剂和未反应的溴乙烷，冷却后加入50mL二氯甲烷搅拌萃取目标产物。经0.22μm滤膜去除未反应的水苏碱、氯化钠，收集滤液，60℃下减压蒸馏去除溶剂。将所得固体溶于20mL乙酸乙酯和10mL二氯甲烷的混合溶剂中，在-4℃下进行冷冻，结晶后倒出液体，如此重结晶两次。得到14.52g纯品[C2-Sta]+[Br]-，收率：82.4％。
3、离子液体的制备：
取10g新制备的[C2-Sta]+[Br]-和13.66g[Li]+[(CF3SO2)2N]-，溶于15mL去离子水中，在室温下搅拌反应2h进行离子交换反应。分液，用去离子水清洗直至使用2mol/L AgNO3水溶液检测不出沉淀为止。60℃下真空干燥至恒重，得到17.71g纯品[C2-Sta]+[(CF3SO2)2N]-，收率：98.7％。
实施例2
本实施例提供了一种水苏碱离子液体，具体为[C4-Sta]+[(FSO2)2N]-，其结构式如下：其制备过程如下：
以盐酸水苏碱为前体，通过除氯、烷基化反应，经过盐析、重结晶得到卤化水苏碱盐前体盐，再与阴离子盐进行离子交换反应得到阴离子的水苏碱离子液体。
具体为：
1、水苏碱的制备(同实施例1中步骤1)。
2、卤化水苏碱盐的制备：
取10g新制备的水苏碱，100mL乙腈，10.50mL溴代正丁烷，混合后在80℃下回流反应1d。反应结束后，60℃下减压蒸馏去除挥发性杂质，冷却后加入50mL二氯甲烷搅拌萃取目标产物。经0.22μm滤膜去除未反应的水苏碱、氯化钠，收集滤液，60℃下减压蒸馏去除溶剂。将所得固体溶于20mL乙酸乙酯和10mL二氯甲烷的混合溶剂中，在-4℃下进行冷冻，结晶后倒出液体，如此重结晶两次。得到18.58g纯品[C4-Sta]+[Br]-，收率：95.0％。3、离子液体的制备：
取10g新制备的[C4-Sta]+[Br]-和8.01g[Li]+[(FSO2)2N]-，溶于15mL去离子水中，在室温下搅拌反应2h。分液，用去离子水清洗直至使用2mol/L AgNO3水溶液检测不出沉淀为止。60℃下真空干燥至恒重，得到16.16g纯品[C2-Sta]+[(FSO2)2N]-，收率：82.6％。
实施例3
本实施例提供了一种水苏碱离子液体，具体为[C1OC2-Sta]+[(C2F5)3PF3]-，其结构式如下：其制备过程如下：
以盐酸水苏碱为前体，通过除氯、烷基化反应，经过盐析、重结晶得到卤化水苏碱盐前体盐，再与阴离子盐进行离子交换反应得到阴离子的水苏碱离子液体。
具体为：
1、水苏碱的制备(同实施例1)。
2、卤化水苏碱盐的制备：
取10g新制备的水苏碱，100mL乙腈，9.19mL 2-溴乙基甲基醚，混合后在80℃下回流反应1d。反应结束后，60℃下减压蒸馏去除挥发性杂质，冷却后加入50mL二氯甲烷搅拌萃取目标产物。经0.22μm滤膜去除未反应的水苏碱、氯化钠，收集滤液，60℃下减压蒸馏去除溶剂。将所得固体溶于20mL乙酸乙酯和10mL二氯甲烷的混合溶剂中，在-4℃下进行冷冻，结晶后倒出液体，如此重结晶两次。得到18.11g纯品[C1OC2-Sta]+[Br]-，收率：92.5％。3、离子液体的制备：
取10g新制备的[C1OC2-Sta]+[Br]-和19.22g[Li]+[(C2F5)3PF3]-，溶于15mL去离子水中，在室温下搅拌反应2h。分液，用去离子水清洗直至使用2mol/L AgNO3水溶液检测不出沉淀为止。60℃下真空干燥至恒重，得到20.32g纯品[C1OC2-Sta]+[(C2F5)3PF3]-，收率：88.6％。
试验例
本试验例测试了实施例和对比例制备的产物的结构和电化学性能。其中：
(1)结构性能
结构性能是通过核磁共振(NMR)进行检测，本试验核磁氢谱1H-NMR以布鲁克AVANCE NEO为仪器，以氘代氯仿或DMSO-D6为溶剂(内含0.03％TMS)，约15mg测试样溶于0.5mL溶剂。
测试结果如图1～4所示。其中，图1为实施例1中制得的水苏碱的1HNMR图，图2～4为实施例1～3中制得的离子液体的1HNMR图。从图中可以看出，本发明各实施例均制得了目标结构的化合物或离子液体，经核磁氢谱确认，未见明显的杂质峰，纯度大于99％。
(2)电化学性能
使用上海辰华CHI760E电化学工作站测定各实施例制得的纯离子液体的循环伏安曲线以表征其电化学性能，测试操作条件为：在室温(25摄氏度)氮气保护作用下，采用三电极体系，工作电极为玻碳电极，参比电极为有机系下的Ag/Ag+电极(有机系参比内液)，对电极为铂电极；扫速为50mV/s。
测试结果表明，实施例1制得的离子液体的电化学窗口为4.5V，室温电导率为7.3mS/cm；实施例2制得的离子液体的电化学窗口为4.1V，室温电导率为7.5mS/cm；实施例3制得的离子液体的电化学窗口为4.5V，室温电导率为6.5mS/cm。
(3)斑马鱼毒性试验
本试采用静态法进行斑马鱼毒性实验，选用的斑马鱼体长为20±3mm，体重0.1～0.2g的健康个体。稀释水为去离子水，pH为7～7.5，24h处于充氧状态。试验用水与饲养稀释水保持一致，试验期间不喂食。以96h为一试验周期，记录斑马鱼的死亡率，确定斑马鱼死亡50％时的受试物浓度，半数致死浓度LC50(96h)表示。每种离子液体作为一个实验组，每一组选择5个的玻璃鱼缸(每个鱼缸里放入20条健康的斑马鱼)，对应5种不同的离子液体浓度，分别是100mg/L，200mg/L，300mg/L，400mg/L，500mg/L。根据国家环保局化学农药环境安全评价试验准则方法，在试验96h记录斑马鱼个体死亡数，统计出半数致死浓度LC50(96h)。
测试结果表明，实施例1制得的离子液体LC50(96h)：400～500mg/L；实施例2制得的离子液体LC50(96h)>500mg/L；实施例3制得的离子液体LC50(96h)：100～200mg/L；上述结果表明本发明方案结构的离子液体具有较低的生物毒性。
(4)生物降解试验
本试验采用“封闭瓶”方法(OECD 301D)评估测试化合物的生物降解性。试验以活性污泥、污水处理厂出水、地表水和土壤或以上几种的混合物为接种物。在一定体积已接种的无机培养基中，反应容器中受试物的DOC浓度控制在10～40mg/L，在温度为22±2℃、反应容器用铝箔封口，内外空气可以自由交换，黑暗或散射光条件下曝气培养。28d培养期间，以固定时间间隔测定DOC，用DOC去除浓度，计算受试物降解率。若试验结束时DOC的去除率达到70％，即认为受试物达到快速生物降解的通过水平。
测试结果表明，实施例1制得的离子液体的28d降解率为53％；实施例2制得的离子液体的28d降解率为67％；实施例3制得的离子液体的28d降解率为41％。上述结果表明，本发明方案结构的离子液体较容易降解。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (14)

1.一种水苏碱离子液体，其特征在于：所述水苏碱离子液体具有如下结构：
式中，A-表示阴离子；所述A−为[(C2F5)3PF3]−、[(CF3SO2)2N]−、[(FSO2)2N]−中的至少一种；所述R为-CH3、-C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、C2H4OCH3、n-C3H6OCH3中的至少一种。
2.一种如权利要求1所述的离子液体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
取卤化水苏碱盐与阴离子前体盐进行反应，制得所述离子液体；
其中，所述卤化水苏碱盐的结构如下式所示：
式中，Ｘ-表示卤素离子，为Cl、Br或I中的至少一种；R为-CH3、-C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、C2H4OCH3、n-C3H6OCH3中的至少一种；
所述阴离子前体盐为锂盐。
3.根据权利要求2所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述卤化水苏碱盐与阴离子前体盐按摩尔比1：1~1.5的比例混合。
4.根据权利要求2所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述卤化水苏碱盐与阴离子前体盐按摩尔比1：1.1~1.5的比例混合。
5.根据权利要求2所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述卤化水苏碱盐与阴离子前体盐按摩尔比约1：1.2的比例混合。
6.根据权利要求3所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述水苏碱离子液体制备过程中，反应在溶剂中进行。
7.根据权利要求6所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述水苏碱离子液体制备过程中，所述溶剂包括水、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙腈、乙醇、甲醇或二氯甲烷中的至少一种。
8.根据权利要求2所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述卤化水苏碱盐的制备方法包括如下步骤：
将水苏碱与卤代试剂混合，反应制得所述卤化水苏碱盐；
其中，所述卤代试剂为XR，其中，X为Cl、Br或I中的至少一种；R为-CH3、-C2H5、n-C3H7、n-C4H9、n-C5H11、C2H4OCH3、n-C3H6OCH3中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述水苏碱的制备方法包括如下步骤：
取盐酸水苏碱与碱性化合物的醇溶液混合，制得所述水苏碱。
10.根据权利要求9所述的离子液体的制备方法，其特征在于：所述碱性化合物包括氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸氢钠中的至少一种。
11.如权利要求1所述的离子液体在制备电解液或萃取剂中的应用。
12.一种电解液，其特征在于：包括如权利要求1所述的离子液体。
13.根据权利要求12所述的电解液，其特征在于：所述电解液还包括锂盐。
14.一种萃取剂，其特征在于：包括如权利要求1所述的离子液体。
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