[发明专利]一种含三苯胺结构的离子液体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含三苯胺结构的离子液体及其制备方法与应用，所述的含三苯胺结构的离子液体如式(I)所示，所述的离子液体可作为聚合单体电化学聚合成膜，并应用于制备电致变色材料。本发明合成了一系列新的含三苯胺结构及不同种类阴离子的具有电致变色性质的离子液体，拓展了多功能离子液体的种类(电致变色性能及电解质性能)，同时，这类材料经电化学聚合成膜后，其响应速度在电致变色材料中处于领先水平。兼具电致变色性能和电解质功能的离子液体材料可以应用于电致变色器件的设计组装，减少器件的结构组成。 式(I)中，所述的X为BF4^‑、PF6^‑、TFSI^‑或TOF^‑。

技术领域

本发明涉及一种含三苯胺结构的具有电致变色性质的离子液体的制备方法，以及将离子液体单体材料聚合成膜作为新型光电功能材料，应用于电致变色、储能等领域。

背景技术

离子液体具有较高的离子电导率、较宽的电化学窗口、较高的热稳定性、优异的电化学稳定性以及较好的材料兼容性。因此，这类材料在燃料电池、染料敏化太阳能电池、超级电容器、电致变色器件等领域有着广阔的应用前景。与此同时，电致变色材料因为其丰富的颜色种类与范围、易于加工的性能，近年来作为一种新型的光电功能材料引起了人们的广泛关注。把离子液体应用到在电子显示器件上有着巨大潜力的电致变色材料上是一项非常有前瞻性的尝试。但目前，在电致变色领域，离子液体往往只作为电解质使用，而忽视了其同时作为变色单体的可能。

目前，可以同时作为电致变色单体和电解质材料的物质较少，同时缺乏物质结构的系统性设计，亟待进一步拓展相关材料的种类。

发明内容

为了解决这个问题，本发明设计了一种含三苯胺结构的离子液体的制备方法，可得到一系列含不同阴离子的离子液体材料，有效填补了相关领域的空白。本发明的目的是设计合成一种含不同阴离子的具有电致变色性质的离子液体及其制备方法，并将所述离子液体单体材料电化学聚合成膜应用于光电功能材料领域，并实现材料的多色显示、快速响应性能。

本发明的技术方案如下：

一种如式(I)所示的含三苯胺结构的离子液体，

式(I)中，所述的X为BF4^-、PF6^-、TFSI^-或TOHF^-。

本发明所述式(I)所示的含三苯胺结构的离子液体的制备方法具体按照如下步骤进行制备：

(1)将式(V)所示的中间产物、4-二甲氨基吡啶溶(4-DMAP)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDCI)、2-溴-1-已醇溶于二氯甲烷溶液中，于20～40℃下反应12～16h，反应结束后，得到反应液A，经后处理得到式(VI)所示的中间产物；所述式(V)所示的中间产物、4-二甲氨基吡啶溶、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、2-溴-1-已醇的投料物质的量之比为1：0.5～0.75：2～3：1.5～2；

(2)将式(VI)所示的中间产物、1-甲基咪唑溶于乙腈或二氯甲烷溶液中，于60～80℃下反应30～36h，反应结束后，得到反应液B，经后处理得到式(VII)所示的中间产物；所述式(VI)所示的中间产物、1-甲基咪唑的投料物质的量之比为1：1.25～1.5；

(3)避光条件下，将式(VII)所示的中间产物、银盐分别溶于甲醇溶液中，室温反应3h，反应结束后，得到反应液C经后处理得到式(I)所示的目标产物；所述式(VII)所示的中间产物、银盐的投料物质的量之比为1：1.25～1.5；所述的银盐为四氟硼酸银、六氟磷酸银、双三氟甲磺酰亚胺银或三氟甲磺酸银；

进一步，步骤(1)中，所述二氯甲烷的体积用量以式(V)所示的化合物的质量计为20～25mL/g。