[发明专利]一种电容器电解质螺环季铵盐的制备方法

摘要

本发明公开了一种高纯度超级电容器电解质螺环季铵盐的制备方法，解决了现有技术的螺环季铵盐的制备方法原料利用率、产物收率及纯度低的问题，本发明主要包括以下步骤：（一）螺环季铵盐粗品制备，（二）螺环季铵盐粗品提纯。通过二步法制备螺环季铵盐粗品后，先采用硅胶层析柱对螺环季铵盐粗产物进行洗脱以去除卤离子，再进行重结晶以进一步去除杂质，通过两步纯化可大大提高螺环季铵盐的纯度，而且工艺步骤简单，可操性强；再对硅胶层析柱用去离子水进行二次洗脱以回收未反应的卤化螺环季铵盐进行重复利用，从而以大大提高总反应收率，降低生产成本。

主权项

 一种电容器电解质螺环季铵盐的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（一）螺环季铵盐粗品制备（1）以水为反应介质，在碱的存在下，将环状仲胺与二卤代烷经缩合反应，得卤化螺环季铵盐，环状仲胺、二卤代烷与碱的摩尔比为1:1~1.1：1~1.2，水的质量为环状仲胺与二卤代烷总质量的5~15倍，其中，所述碱为NaOH、KOH或Ca(OH)₂，所述环状仲胺为四氢吡咯或六氢哌啶，所述二卤代烷为1，4‑二溴丁烷、1，4‑ 二氯丁烷或1，8‑ 二溴辛烷；（2）将步骤（1）得到的卤化螺环季铵盐与离子交换剂置于有机溶剂中进行离子交换，过滤，蒸馏滤液除去有机溶剂，烘干，得到螺环季铵盐粗品，所述离子交换剂为NaBF₄或NaPF₆，所述有机溶剂为二氯甲烷或乙腈；（二）螺环季铵盐粗品提纯将步骤（一）所得的螺环季铵盐粗品加入硅胶层析柱中进行上样，硅胶层析柱的长径比为10~20：1，上样时螺环季铵盐粗品与硅胶的质量比为1:10~30，然后加入洗脱剂乙腈、乙酸乙酯、乙醇或甲醇进行洗脱，收集洗脱液，期间每隔10~20min取0.5~1ml洗脱液作为样液，在样液中滴入1~2滴1mol/L的硝酸银水溶液，若样液出现肉眼可见的浑浊，停止洗脱，将收集的洗脱液蒸干溶剂，得到的白色固体经重结晶、烘干后即得螺环季铵盐纯品；之后，将洗脱后的硅胶层析柱用去离子水进行二次洗脱，期间每隔10~20min取0.5~1ml洗脱液作为样液，在样液中滴入1~2滴1mol/L的硝酸银水溶液，若样液未出现肉眼可见的浑浊，停止洗脱，收集二次洗脱液，得到卤化螺环季铵盐水溶液，接着将卤化螺环季铵盐水溶液蒸发除去水分，然后于80~90℃下烘5~6h，得到淡黄色的卤化螺环季铵盐，最后将得到的卤化螺环季铵盐重新用于步骤（2）中。