本發(fā)明涉及一種負(fù)自由基離子液體，以及該負(fù)自由基離子液體的分離方法，屬于化工產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

氧化劑具有的得電子的性質(zhì)稱為氧化性，氧化性的決定因素是該物質(zhì)中高價(jià)態(tài)元素的得電子傾向。在溶液中，根據(jù)雙電層理論，氧化性的大小反映為氧化劑的標(biāo)準(zhǔn)氫電極電勢(shì)：電勢(shì)越高，則氧化性越強(qiáng)；電勢(shì)越低，則氧化性越弱，相對(duì)應(yīng)的，其還原態(tài)的還原性則越強(qiáng)。傳統(tǒng)氧化劑按照介質(zhì)需求分為酸性、堿性和中性氧化劑，其中酸性介質(zhì)氧化劑有過(guò)氧化氫、過(guò)氧乙酸、重鉻酸鈉、鉻酸和硝酸等，該類氧化劑易揮發(fā)，使用時(shí)需要使用者進(jìn)行防護(hù)，存在安全隱患；堿性介質(zhì)氧化劑包括次氯酸鈉、過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉和過(guò)硼酸鉀等，該類氧化劑在使用過(guò)程中，容易造成二次污染；中性氧化劑例如溴、碘等，也存在二次污染的問(wèn)題，為此，制備一種安全型好，氧化能力強(qiáng)的新型氧化劑很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種負(fù)自由基離子液體，具體技術(shù)方案如下：

一種負(fù)自由基離子液體，其特征在于，所述負(fù)自由基離子液體由以下組分按照重量份數(shù)混合制備而成：多孔納米氧化硅0.5份～5份、堿性聚合物電解質(zhì)1份～20份和水80份～200份。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述水為堿性除氧去離子水。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述堿性聚合物電解質(zhì)為聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物。

上述技術(shù)方案以水為介質(zhì)，使用安全性好，不存在二次污染的問(wèn)題。

本發(fā)明還提供了一種負(fù)自由基離子液體的分離方法，包括以下步驟：（1）堿性聚合物電解質(zhì)的制備；

（2）多孔納米氧化硅溶液的制備；

（3）自組裝離子的分離；

所述步驟（1）中，將聚環(huán)氧乙烷和水混合后，在92℃～95℃水浴攪拌并成分混勻，然后將氫氧化鋰水溶液緩慢加入到聚環(huán)氧乙烷水溶液中，形成均一的膠體，將得到的膠體拉制成多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜；

所述步驟（2）中，將粒徑為15nm～100nm多孔納米氧化硅加入30℃～40℃的溫水中，勻速攪拌成均一的多孔納米氧化硅溶液；

所述步驟（3）中，將步驟（2）制得的多孔納米氧化硅溶液均勻涂覆到步驟（1）的多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜上，然后張緊多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜并注入堿性除氧去離子水，然后將通過(guò)多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾后的水溶液取出，靜置10h～30h，待溶液分層后得到不溶于水的自組裝自由基離子凝聚體。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟（3）中，堿性除氧去離子水的制備方法為，將去離子水加熱煮沸10min～30min，冷卻后，加入氫氧化鋰水溶液調(diào)節(jié)ph=11。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟（3）中，通過(guò)多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾后的水溶液取出后，重新使用多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾2次～4次。

上述技術(shù)方案通過(guò)在電離中自組裝負(fù)自由基離子液體，強(qiáng)堿性電解質(zhì)，得到了完全電離后，由于離子能夠獨(dú)立移動(dòng)，由于負(fù)自由基離子遷移速度快，并具有親水性，因此能夠快速地自組裝成負(fù)自由基離子液體，即為h2o·oh^-，同時(shí)還解決了oh^-負(fù)離子熱力學(xué)上的穩(wěn)定性問(wèn)題，工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用價(jià)值廣闊。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種負(fù)自由基離子液體，述負(fù)自由基離子液體由以下組分按照重量份數(shù)混合制備而成，其中多孔納米氧化硅0.5份～5份、堿性聚合物電解質(zhì)1份～20份和水80份～200份，其中，堿性聚合物電解質(zhì)為聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物，水為堿性除氧去離子水。

負(fù)自由基離子液體的具體制備方法如下：

（1）堿性聚合物電解質(zhì)的制備，將聚環(huán)氧乙烷和水混合后，在92℃～95℃水浴攪拌并成分混勻，然后將氫氧化鋰水溶液緩慢加入到聚環(huán)氧乙烷水溶液中，形成均一的膠體，將得到的膠體拉制成多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜；

（2）多孔納米氧化硅溶液的制備，將粒徑為15nm～100nm多孔納米氧化硅加入30℃～40℃的溫水中，勻速攪拌成均一的多孔納米氧化硅溶液；

（3）自組裝離子的分離，將步驟（2）制得的多孔納米氧化硅溶液均勻涂覆到步驟（1）的多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜上，然后張緊多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜并注入堿性除氧去離子水，然后將通過(guò)多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾后的水溶液取出，靜置10h～30h，待溶液分層后得到不溶于水的自組裝自由基離子凝聚體。

上述方案的步驟（3）中，堿性除氧去離子水的制備方法為：將去離子水加熱煮沸10min～30min，冷卻后，加入氫氧化鋰水溶液調(diào)節(jié)ph=11，通過(guò)多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾后的水溶液取出后，重新使用多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾2次～4次。

上述方法之所以能夠?qū)崿F(xiàn)步驟（3）的負(fù)自由基離子液體的自組裝，主要是通過(guò)不同反應(yīng)物的選擇，從而實(shí)現(xiàn)正、負(fù)離子的分離。這種方法的主要特征有以下幾個(gè)方面：

第一，在水介質(zhì)中自組裝與離子分離

a）水介質(zhì)為自組裝與離子分離提供了準(zhǔn)備條件，如堿性聚合物電解質(zhì)的制備、多孔納米氧化硅溶液的制備；

b）水介質(zhì)為自組裝與離子分離提供了場(chǎng)所，如分子擴(kuò)散、離子遷移的通道以及自組裝的場(chǎng)所；

c）水介質(zhì)為負(fù)自由基離子提供了載體，如負(fù)自由基離子通過(guò)氫鍵與水分子自組裝成負(fù)自由基離子液體，即為h2o·oh^-。可以說(shuō)，沒(méi)有水介質(zhì)就不存在自組裝。

第二，在重復(fù)電離機(jī)理中，不斷地分離出負(fù)自由基離子，不斷地自組裝成負(fù)自由基離子。利用這一機(jī)理，既可以使oh^-負(fù)離子達(dá)到極限濃度（即為所有水分子與oh^-負(fù)離子均自組裝成h2o·oh^-）；

第三，在自組裝——離子分離過(guò)程中，自組裝分為兩個(gè)層次第一個(gè)層次是負(fù)自由基離子的自組裝，自組裝成負(fù)自由基離子液體，即為h2o·oh^-；第二個(gè)層次是正離子的自組裝，自組裝成不溶于水的凝聚體，一個(gè)是液體，另個(gè)是不溶于水的凝聚體，所以正負(fù)離子能夠得到很好的分離；

第四，在電離中自組裝負(fù)自由基離子液體，強(qiáng)堿性電解質(zhì)，得到了完全電離后，由于離子能夠獨(dú)立移動(dòng)，由于負(fù)自由基離子遷移速度快，并具有親水性，因此能夠快速地自組裝成負(fù)自由基離子液體，即為h2o·oh^-，同時(shí)還解決了oh^-負(fù)離子熱力學(xué)上的穩(wěn)定性問(wèn)題。

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例一

按照以下步驟進(jìn)行負(fù)自由基離子液體的制備：

（1）堿性聚合物電解質(zhì)的制備，將2.2g聚環(huán)氧乙烷和20ml水混合后，在93℃水浴攪拌并成分混勻，然后將10ml氫氧化鋰（0.1mol/l）水溶液緩慢加入到聚環(huán)氧乙烷水溶液中，形成均一的膠體，將得到的膠體拉制成多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜；

（2）多孔納米氧化硅溶液的制備，將0.3g多孔納米氧化硅加入37℃的溫水中，勻速攪拌成均一的多孔納米氧化硅溶液；

（3）自組裝離子的分離，將步驟（2）制得的多孔納米氧化硅溶液均勻涂覆到步驟（1）的多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜上，其中多孔納米氧化硅的作用有兩方面：第一，在溶液中起到吸收正離子的作用；第二，能夠?qū)Χ嗫拙郗h(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物進(jìn)行有效改性，降低聚合物基體的結(jié)晶度，在聚合物表面形成晶體缺陷和自由體積，提高聚合物的穩(wěn)定性，增加陰離子遷移數(shù)，提高負(fù)自由基離子產(chǎn)生效率。

然后張緊多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜并注入堿性除氧去離子水，然后將通過(guò)多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾后的水溶液取出，靜置24h，待溶液分層后得到不溶于水的自組裝自由基離子凝聚體。

實(shí)施例二

按照以下步驟進(jìn)行負(fù)自由基離子液體的制備：

（1）堿性聚合物電解質(zhì)的制備，將2.3g聚環(huán)氧乙烷和20ml水混合后，在92℃水浴攪拌并成分混勻，然后將10ml氫氧化鋰（0.05mol/l）水溶液緩慢加入到聚環(huán)氧乙烷水溶液中，形成均一的膠體，將得到的膠體拉制成多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜；

（2）多孔納米氧化硅溶液的制備，將0.2g多孔納米氧化硅加入39℃的溫水中，勻速攪拌成均一的多孔納米氧化硅溶液；

（3）自組裝離子的分離，將步驟（2）制得的多孔納米氧化硅溶液均勻涂覆到步驟（1）的多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜上，然后張緊多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜并注入堿性除氧去離子水，然后將通過(guò)多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾后的水溶液取出，靜置24h，待溶液分層后得到不溶于水的自組裝自由基離子凝聚體。

實(shí)施例三

按照以下步驟進(jìn)行負(fù)自由基離子液體的制備：

（1）堿性聚合物電解質(zhì)的制備，將2.4g聚環(huán)氧乙烷和30ml水混合后，在92℃水浴攪拌并成分混勻，然后將10ml氫氧化鋰（0.02mol/l）水溶液緩慢加入到聚環(huán)氧乙烷水溶液中，形成均一的膠體，將得到的膠體拉制成多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜；

（2）多孔納米氧化硅溶液的制備，將0.2g多孔納米氧化硅加入39℃的溫水中，勻速攪拌成均一的多孔納米氧化硅溶液；

（3）自組裝離子的分離，將步驟（2）制得的多孔納米氧化硅溶液均勻涂覆到步驟（1）的多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜上，然后張緊多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜并注入堿性除氧去離子水，然后將通過(guò)多孔聚環(huán)氧乙烷-氫氧化鋰-水聚合物薄膜過(guò)濾后的水溶液取出，靜置24h，待溶液分層后得到不溶于水的自組裝自由基離子凝聚體。

以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明涵蓋范圍之內(nèi)。