本发明涉及化工领域，具体涉及一种离子液体及其制备方法。
技术背景
离子液体是由氮、磷有机阳离子和大的无机阴离子（BF4ˉ，PF6ˉ等）组成的在室温及相邻温度（- 30～50℃）下完全呈离子的有机液体物质，因其离子具有高度不对称性而难以密堆积，阻碍其结晶，因此常温下为液体，通常称之为“室温离子液体”（Roomtemperature ionic liquid )。离子液体具有很多独特性能,而且通过对其阴阳离子进行调节,可调控其理化性质。
离子液体的有机阳离子通常为：烷基季铵阳离子简记[NRxH4- x]+；烷基季膦阳离子简记[PRxH4- x]+；烷基取代的咪唑离子简记为[RRIm]+；烷基取代的吡啶离子简记为[RPy]+和烷基锍阳离子等。其中，对烷基取代的咪唑离子和烷基取代的吡啶离子研究较多。阴离子可以是无机阴离子也可以是有机阴离子，包括六氟磷酸根离子，四氟硼酸根离子，三氟甲基磺酸离子，双-（三氟甲基磺酸）胺离子，三氟乙酸离子，乙酸根离子，硝酸根离子，卤化物离子等。
离子液体具有宽液体范围,这使得离子液体中的许多反应具有优良的动力学可控性。一般认为,阳离子结构的对称性越低,离子间相互作用越弱,阳离子电荷分布均匀,则其熔点越低; 阴离子体积增大,也会促进熔点降低。离子液体的熔点大都在0 ～100 ℃范围内。研究者还发现很多离子液体在- 80～100 ℃左右表现出较宽温度范围内的玻璃态,这说明它们的结晶速度很慢,并具有相当长的熔程。离子液体的热稳定性分别受碳- 杂键和氢键作用力的影响,一般在高于200℃时仍具有较好的热稳定性。含水量对其热稳定性也存在影响。
离子液体的密度主要由阴阳离子的类型而定,咪唑系离子液体常温(291～303K) 密度大致在1.1～1.7g·cm-3之间。离子液体的密度与咪唑盐阳离子上N-烷基链的长度几乎呈线性关系,同时也会随着其有机阳离子体积的增大而减小。通常阴离子越大,离子液体的密度越大。
离子液体的黏度主要由氢键和范德华引力决定,氢键的影响非常明显。常温下其黏度较大(是水的几十倍)。其黏度随着温度的升高而降低;随阳离子取代基碳链的增长而增加。阴离子为[N(CN)2]-的离子液体的黏度普遍偏低。对于氯酸铝类的离子液体,当离子液体为碱性时,即x(AlCl3)<0.5时,因存在大量的氯离子使咪唑盐阳离子上的氢原子与氯离子之间的氢键作用加强而导致离子液体的黏度增大;当离子液体为酸性时,即x(AlCl3)>0.5时,因存在的氯离子很少使咪唑盐阳离子上的氢原子与氯离子之间的氢键作用减弱,此时离子液体的黏度下降。阳离子相同时其黏度随阴离子的体积增大而增大。
离子液体的溶解性与其他溶剂相比,其内部存在相当大的库仑力,正是这种库仑力使其具有很强的极性且对多种有机、无机以及聚合材料有特殊的溶解能力。利用其良好溶解性,可将一些极性强的质子酸和Lewis酸以及金属络合催化剂溶解,达到催化剂循环使用的目的。咪唑阳离子上的取代烷基碳链长度对亲水亲油性有较大影响。同是BF4-阴离子, 25℃时,烷基的碳数超过5时,离子液体不溶于水;低于5时,离子液体则与水互溶。对于六氟磷酸阴离子的烷基取代的咪唑类离子液体,其疏水性随着阳离子烷基链长的增加而逐渐增大。Swatlosk等发现,在H2O与离子液体[C4mim]PF6组成的双相体系中,引入第三组分也会影响各相之间的溶解性,这为调解物质在离子液体与其他溶剂之间的溶解性提供了广阔的空间,从这一点可以看出,通过设计和调节离子液体可实现其取代挥发性的有机分子溶剂从水溶液中萃取分离一些有机化合物是有可能的。
咪唑类室温离子液体材料作为一种新材料因其独特的理化性质,在有机化学、电化学和分离过程显示了很好的应用前景。近年来越来越多的国内外研究对咪唑类室温离子液体材料的制备、性质及其应用进行了广泛的研究报道,这不仅因为咪唑类室温离子液体材料可以溶解多种无机物作为催化剂载体,还可以溶解多种有机物,使得反应效率、分离效率更高,选择性更好。咪唑类室温离子液体材料的应用可以减轻环境污染、降低溶剂的消耗,为人们寻找绿色环保材料提供了新思路。
技术实现要素：
本发明通过以甲醇、N-乙基咪唑、碳酸二甲酯为原料合成N-乙基咪唑离子液体，并通过红外测试、核磁共振测试、质谱测试和导电率对其进行性能研究。
为了实现上述目的，所采取的技术方案：
一种离子液体，其特征在于，原材料包括以下重量份的原材料：
甲醇：20~60份 N-乙基咪唑：20~50份 碳酸二甲酯：20~50份。
优选地，一种离子液体，包含以下重量份的原材料：
甲醇：30~40份 N-乙基咪唑：30~40份 碳酸二甲酯：30~40份。
优选地，一种离子液体，包含以下重量份的原材料：
甲醇：30份 N-乙基咪唑：35份 碳酸二甲酯：35份。
一种芯型离子液体的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
第1步骤：N-乙基咪唑季铵盐的合成
在高压反应釜中加入甲醇、N-乙基咪唑、碳酸二甲酯，通过水泵对其进行抽真空，温度控制在130℃进行反应，反应结束后得到淡黄色产品，该反应方程式为：
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将产品蒸馏去除水分。
第2步骤：季铵盐的离子液体的合成
取出一定量甲醇加上适量的（40%）的HBF4混合，用适量季铵盐滴定（根据胺值决定用量），在90分钟内滴定完，再让溶液反应30分钟。
该反应方程式为：
。
产物分别存入有分子筛跟不加分子筛的瓶中。
进一步地，所使用的N-乙基咪唑纯度含量为99%。
进一步地，所使用的氟硼酸纯度为40.9%。
有益效果：本发明的有益效果在于提供一种以N-乙基咪唑为原料，与碳酸二甲酯跟甲醇反应得到N-乙基咪唑季铵盐。再用季铵盐与硼氟酸反应得到N-乙基咪唑离子液体的方式。
附图说明：
附图1为实施例1-4中的一种新型离子液体及其制备方法的制得的N-乙基咪唑季铵盐分子量的质谱谱图。
具体实施方式
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型离子液体及其制备方法。
本发明的技术方案包括N-乙基咪唑季铵盐的合成和季铵盐的离子液体的合成。
实施例1
1、咪唑季铵盐的合成
在高压反应釜中加入30重量份甲醇、35重量份N-乙基咪唑、35重量份碳酸二甲酯，通过水泵对其进行抽真空，温度控制在130℃进行反应，反应结束后得到淡黄色产品，该反应方程式为：
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2、季铵盐的离子液体的合成
取出一定量甲醇加上适量的（40%）的HBF4混合，用适量季铵盐滴定（根据胺值决定用量），在90分钟内滴定完，再让溶液反应30分钟。
该反应方程式为：
。
实施例2
1、咪唑季铵盐的合成
在高压反应釜中加入20重量份甲醇、40重量份N-乙基咪唑、40重量份碳酸二甲酯，通过水泵对其进行抽真空，温度控制在130℃进行反应，反应结束后得到淡黄色产品，该反应方程式为：
。
2、季铵盐的离子液体的合成
取出一定量甲醇加上适量的（40%）的HBF4混合，用适量季铵盐滴定（根据胺值决定用量），在90分钟内滴定完，再让溶液反应30分钟。
该反应方程式为：
。
实施例3
1、咪唑季铵盐的合成
在高压反应釜中加入40重量份甲醇、30重量份N-乙基咪唑、30重量份碳酸二甲酯，通过水泵对其进行抽真空，温度控制在130℃进行反应，反应结束后得到淡黄色产品，该反应方程式为：
2、季铵盐的离子液体的合成
取出一定量甲醇加上适量的（40%）的HBF4混合，用适量季铵盐滴定（根据胺值决定用量），在90分钟内滴定完，再让溶液反应30分钟。
该反应方程式为：
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实施例4
本实施例对实施例1~3进行质谱测试和导电率对其进行性能研究。
由分子式计算可以得出N-乙基咪唑季铵盐分子量为111，3个实施例得质谱测试的分子量均为111，证明该制备方法的第一步产物为N-乙基咪唑季铵盐。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明做了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。