一种羧基功能化聚离子液体的合成方法及其应用

技术特征：
1.一种羧基功能化聚离子液体的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将马来酸酐高聚物溶解在含有机碱的有机溶剂中，得到马来酸酐高聚物/有机碱/有机溶剂的混合溶液；(2)以羟基功能化离子液体为衍生化试剂；(3)在马来酸酐高聚物/有机碱/有机溶剂的混合溶液中加入羟基功能化离子液体，进行马来酸酐的开环反应，得到含有聚离子液体的反应混合液；(4)向反应混合液中加入反溶剂，并依次将聚离子液体沉淀分离、酸化、洗涤纯化和干燥后，获得羧基功能化聚离子液体。2.根据权利要求1所述的羧基功能化聚离子液体的合成方法，其特征在于：所述的马来酸酐高聚物为苯乙烯-马来酸酐共聚物、甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物、马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物、异丁烯-马来酸酐共聚物、聚(乙烯-alt-马来酸酐)、聚(马来酸酐-alt-1-十八烯)、聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、聚异戊二烯接枝马来酸酐、聚[(异丁烯-alt-马来酸,铵盐)-co-(异丁烯-alt-马来酸酐)]或聚苯乙烯-block-聚(乙烯-ran-丁烯)-block-聚苯乙烯-graft-马来酸酐中的一种或任意多种的混合物；所述有机碱为1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、四甲基胍、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯或三乙胺中的一种或任意多种的混合物；所述有机溶剂为二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮或n,n-二甲基咪唑啉酮中的一种。3.根据权利要求1所述的羧基功能化聚离子液体的合成方法，其特征在于：步骤(1)所述混合溶液中，马来酸酐高聚物的浓度为1wt％-60wt％，有机碱与马来酸酐高聚物的摩尔比为100：1-50，余量为有机溶剂。4.根据权利要求1所述的羧基功能化聚离子液体的合成方法，其特征在于，步骤(2)所述羟基功能化离子液体的合成包括如下步骤：(1)将卤素醇类化合物分散或溶解在有机溶剂中，然后加入二级胺或三级胺在10-120℃进行季铵化反应1-72小时，得到含离子液体的反应混合液；其中，二级胺或三级胺与卤素醇类化合物的摩尔比为0.1:1-3:1，二级胺或三级胺与卤素醇类化合物的质量和在有机溶剂中的浓度为5-60％；(2)将含离子液体的反应混合液旋蒸去除有机溶剂，然后加入反溶剂洗涤掉未反应的原料，分离提纯，真空干燥后得羟基功能化离子液体试剂；其中，反溶剂与去除有机溶剂后的反应混合液的体积比为0.5:1-5:1。5.根据权利要求4所述的羧基功能化聚离子液体的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙腈、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基咪唑啉酮、吡咯烷酮或n,n-二甲基丙烯基脲中的一种；所述的反溶剂为乙酸乙酯、四氢呋喃、异丙醇或叔丁醇中的一种；所述的卤素醇类化合物为溴乙醇、2-溴乙醇、3-溴丙醇、4-溴-1-丁醇、氯乙醇、3-氯丙醇、4-氯-1-丁醇、6-氯正己醇或6-溴-1-己醇中的一种或任意多种的混合物。6.根据权利要求4所述的羧基功能化聚离子液体的合成方法，其特征在于：所述的二级胺或三级胺为如下结构中的一种或任意多种的混合物：
ch、ch
3-(ch2)
15-ch、中的一种，r和r3为如下结构中的一种：其中：x为br或cl，r1为碳原子数为1-6的烷基。10.一种根据权利要求1-8任一项所述的方法制备的羧基功能化聚离子液体在气体分离材料、ph响应材料、抗菌材料、抗静电膜材料、污水处理材料和固态电解质材料领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种羧基功能化聚离子液体的合成方法及其应用，包括如下步骤：将马来酸酐高聚物溶解在含有机碱的有机溶剂中，得到马来酸酐高聚物/有机碱/有机溶剂的混合溶液；以羟基功能化离子液体为衍生化试剂；在马来酸酐高聚物/有机碱/有机溶剂的混合溶液中加入羟基功能化离子液体，进行马来酸酐的开环反应，得到含有聚离子液体的反应混合液；向反应混合液中加入反溶剂，并依次将聚离子液体沉淀分离、酸化、洗涤纯化和干燥后，获得羧基功能化聚离子液体。本发明具有制备工艺简单、合成容易的特点，能够在工业上广泛应用；同时，本发明方法获得的聚离子液体具有结构可调，应用范围广的特点。的特点。的特点。


技术研发人员：谢海波 杨云龙 郭云龙
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/6/1