取代基与取代位置对咪唑阳离子及其对应阴离子交换膜的碱性稳定性影响

摘要

合成了在不同的取代位置(N1-,C2,和N3-)进行取代的含有丁基的咪唑阳离子,1-丁基-2,3-二甲基咪唑([N1-BDMIm]+),2-丁基-1.3-二甲基咪唑([C2-BDMIm]+)和3-丁基-1,2-二甲基咪唑([N3-BDMIm]+).定量的1H NM和密度泛函理论计算用于测定咪唑阳离子在碱性溶液中的化学稳定性.结果表明咪唑阳离子的耐碱性被C2-取代基深刻的影响了.咪唑阳离子的耐碱性与在C2-位置上不同的取代基有关,研究了2-乙基-1-丁基-3-甲基咪唑([C2-EBMIm]+),1,2-二丁基-3-甲基咪唑([C2-BBMIm]+),和2-羟甲基-1-丁基-3-甲基咪唑([C2-HMBMIm]+).在高温下,丁基取代咪唑阳离子([C2-BBMIm]+)表现出最强的耐碱性.合成的基于[C2-BBMIm]+阳离子的阴离子交换膜表现出有前途的耐碱性.这些发现将为基于咪唑的阴离子交换膜燃料电池铺平道路.