本发明涉及一种光交联型聚离子液体及其制备方法，属于功能材料。
背景技术：
1、聚离子液体，是由引入了离子液体相关官能团(阳离子，如咪唑鎓、吡咯鎓、吡啶鎓和阴离子，如四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、三氟酸盐)的单体聚合而成的一种新型离子聚合物。聚离子液体既具有离子液体的一些特性，包括难挥发、不易燃、高热稳定性、良好的导电性和宽电化学窗口；同时具备聚合物的结构和形态，保持了可塑性与机械强度。聚离子液体作为一种新型材料，在电池、电容器和固态电解质等领域具有广泛的应用潜力。它可用于制备高性能的电池电解质，提升电池的电化学性能和循环稳定性；在电容器中，聚离子液体基电解质能够提高比电容和能量密度，同时保持高功率密度。此外，在传感器、催化、复合材料和气体分离膜等不同领域也得到广泛关注。(zhu m，yang y. poly(ionic liquid)s：anemerging platform for green chemistry.green chemistry.2024；ren h，he x，long y,li q，li s，zhou x.polyionic liquid ionogels formed via hydrophobic associationfor flexible strain sensors.journal of materials chemistry c.2024；12(13)：4737-50.)
2、由于聚合物主链的多种选择以及离子基团的多样性，聚离子液体的可设计性很强，从而大大拓展了聚离子液体的性能的可能性，以满足不同领域的各种要求。目前，聚离子液体主要是通过含不饱和键的离子液体单体自由基聚合方式得到，或由可聚合离子液体单体和其他可聚合单体通过自由基共聚而成。专利cn202210140216.2公开了一种咪唑类聚离子液体及其制备方法，即将具有不同阴离子的乙烯基咪唑通过常规的自由基聚合反应条件进行聚合制得。专利cn202010311225.4公开了一种无溶剂下原位光聚合的聚离子液体电解质，该聚离子液体是以含乙烯基的可聚合离子液体单体、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(pegdma)在uv光照下聚合而成，所得聚离子液体中离子液体单元所占比重不大，且离子液体和pegdma的聚合反应速率不同会影响聚合物链的均匀性。在已报到的聚离子液体的结构中，离子液体结构单元主要存在于侧链，鲜有存在于主链骨架。
3、本发明提供一种新型光交联型聚离子液体及其制备方法。该聚离子液体以含羟基的香豆素类化合物、双卤代烷烃或脂肪醚、咪唑等原料合成含香豆素单元的双咪唑离子液体单体、再经紫外光照、阴离子交换制备聚离子液体。香豆素及其衍生物在一定波长光照下会发生二
4、聚化反应，又能通过254nm紫外光照射实现可逆的光裂解，常被用作光响应材料开展研究(sana b，ferrentino n，kohlan tb，liu y， pasiskevicius v， finne-wistmnd a，pappalardo d.coumarin end-capped poly(ε-caprolactone)-poly(ethylene glycol)tri-block copolymer：synthesis，characterization and light-responsebehavior.european polymer journal.2023，183：111760)。本发明的聚离子液体的离子液体单元位于聚合物的骨架，且结构均一。本发明的聚离子液体在调控光照条件下可实现裂解、聚合的可逆转化，进而为材料性能的调控和应用提供新的途径。本发明为固态或准固态电解质的开发研究提供了一种新思路。
技术实现思路
1、发明目的：本发明的第一目的为提供一种新型光交联聚离子液体，第二目的是光交联聚离子液体的制备方法。
2、技术方案：
3、本发明的光交联聚离子液体，其结构通式如下：
4、
5、其中，a＝c3h6，c4h8，c5h10，c6h12，c2h4oc2h4，c2h4oc2h4oc2h4，ch2(c6h4)ch2的一种；
6、b＝c3h6，c4h8，c5h10，c6h12，c2h4oc2h4，c2h4oc2h4oc2h4，ch2(c6h4)ch2的一种；r＝h，ch3的一种；x＝双三氟甲磺酰亚胺根、六氟磷酸根、四氟硼酸根、二氰胺根、溴离子、氯离子的一种；n＝10-100。
7、本发明的光交联型聚离子液体的制备方法，包括如下步骤：
8、(1)含香豆素单元的卤代物的合成
9、以含羟基的香豆素化合物与双卤代物为原料，以有机碱或无机碱为碱剂，在有机溶剂中，于50-100℃下回流反应2-12h，制备得到含香豆素单元的卤代物cx；
10、(2)双咪唑化合物的合成
11、将咪唑钠盐或钾盐与双卤代物反应1-3h制备得到双咪唑化合物mrm；
12、(3)含香豆素的双咪唑离子液体单体的合成
13、将步骤(1)得到的卤代物cx和步骤(2)得到的双咪唑化合物mbm，在有机溶剂中，于50-100℃下回流反应8-36h，得到含香豆素单元的双咪唑离子液体单体cmrmc；
14、(4)聚离子液体的合成
15、将步骤(3)中的化合物cmrmc溶于溶剂中，在310-370nm条件下光照4-30h，通过离子交换制备得到具有不同阴离子的聚离子液体。
16、进一步地，步骤(1)中所述的含羟基的香豆素化合物为7-羟基香豆素、6-羟基香豆素、6-羟基-4-甲基香豆素、7-羟基-4-甲基香豆素的一种；所述的双卤代物为1，3-二溴丙烷、1，4-二溴丁烷、1，5-二溴戊烷、1，6-二溴己烷、1-溴-2-(2-溴乙氧基)乙烷，1，2-双(2-溴乙氧基)乙烷、对二溴苄1，3-二氯丙烷、1，4-二氯丁烷、1，5-二氯戊烷、1，6-二氯己烷、1-氯-2-(2-氯乙氧基)乙烷，1，2-双(2-氯乙氧基)乙烷、对二氯苄的一种。
17、进一步地，步骤(1)中所述的有机碱为三乙胺、哌啶或吡啶；所述的无机碱为无水碳酸钾或无水碳酸钠；所述的有机溶剂为1,4-二氧六环、丙酮、乙腈、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、四氢呋喃的一种。
18、进一步地，步骤(1)中所述的含羟基的香豆素化合物与双卤代物为原料的摩尔比为(1-1.2)：1；含羟基的香豆素化合物与碱剂的摩尔比为1：(0.8-1.1)。
19、进一步地，步骤(2)中，所述的双卤代物为1，3-二溴丙烷、1，4-二溴丁烷、1，5-二溴戊烷、1，6-二溴己烷、1-溴-2-(2-溴乙氧基)乙烷，1，2-双(2-溴乙氧基)乙烷、对二溴苄、1，3-二氯丙烷、1，4-二氯丁烷、1，5-二氯戊烷、1，6-二氯己烷、1-氯-2-(2-氯乙氧基)乙烷、1，2-双(2-氯乙氧基)乙烷、对二氯苄的一种。
20、进一步地，步骤(2)中所述，咪唑钠盐或钾盐与双卤代物的摩尔比为(2-2.3)：1。
21、进一步地，步骤(3)中所述，卤代物cx和双咪唑化合物mrm的摩尔比为2：(0.8-1.0)；
22、进一步地，步骤(4)中，所述的溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二氯甲烷的一种或两种。
23、进一步地，步骤(4)中，所述的阴离子为双三氟甲磺酰亚胺根、六氟磷酸根、四氟硼酸根、二氰胺根、溴离子、氯离子的一种。
24、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
25、1、本发明采用光交联方法制备新型咪唑类聚离子液体。该聚离子液体在调控光照条件下可实现裂解、聚合的可逆转化，进而为材料性能的调控和应用提供新的途径。
26、2、本发明提供了一种制备聚离子液体的新方法，且离子液体单元均匀地位于聚离子液体的骨架，所制得的新型聚离子液体丰富了聚离子液体的种类和数量。
27、说明书附图
28、图1 7-(4-溴丁氧基)-4-甲基香豆素核磁氢谱
29、图2 7-(4-溴丁氧基)-4-甲基香豆素核磁碳谱
30、图3 1，1′-(1，4-丁基)双咪唑核磁氢谱
31、图4 1，1′-(1,4-丁基)双咪唑核磁碳谱
32、图5 3,3′-双[4-氧-(4-甲基-2h-苯并吡喃-2-酮)]丁基]-1，1′-(1,4-丁基)双咪唑溴盐核磁氢谱
33、图6 3，3′-双[4-氧-(4-甲基-2h-苯并吡喃-2-酮)]丁基]-1，1′-(1,4-丁基)-双咪唑溴盐核磁碳谱