电化学法制备咪唑型离子液体的研究(10)
实验：将溴乙基-3-甲基咪唑溶于酒精中，100g(0.52mol)溴乙基-3-甲基咪唑用200ml酒精溶解，加入500ml四口烧瓶中，之后加入62g(0.63mol)醋酸钾，用适量酒精完全溶解这些醋酸钾再加入烧瓶中，在冰水浴（温度10℃左右）中搅拌反应15~20h，反应后，出现白色固体，抽滤，弃去滤饼；滤液再次加到四口烧瓶中，再加6.2g（0.063mol）醋酸钾，再次在冰水浴（温度10℃左右）中搅拌反应15~20h
使反应充分进行后，再次抽滤取滤液，之后将滤液在50℃下旋蒸浓缩除去溶剂，最后用二氯甲烷逼盐，过滤洗涤得到白色固体即产物1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐82.23g（产率92.99%）。
由此可见，实验所需的步骤十分繁复，重复试验较多，但是这里值得注意的是该化学法制备的反应过程一定要完全，醋酸钾要略过量，溴乙基-3-甲基咪唑如果还有残余则会影响后来的旋蒸浓缩，因为温度到了50℃会使残余的溴乙基-3-甲基咪唑与溶液发生副反应，造成产物的纯度较低，产率大幅下降。
3.2 电化学法制备1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐
本实验因是与企业合作进行研究，所以前期准备都较完备，除了原料的溴乙基-3-甲基咪唑须后期制备外，实验设备由华东理工大学制造提供，经确定稀醋酸能腐蚀大部分金属，故制取醋酸根类离子液体时极板必须选取耐酸材料，所以最终决定选用化学性质稳定的石墨作为阴极板。而阳极液会反应生成单质溴，对金属的腐蚀性更强，故也决定选用化学性质稳定的石墨作为阳极板。而为了进一步防止电解槽的腐蚀性，我们选用化学性质稳定且耐温耐压的PVC材质。
在两槽电解槽中，阴极室加入溶解了0.25mol醋酸的水溶液350g，阳极室加入溶解0.25mol[Emim]Br的水溶液350g，用石墨板作为阴、阳极板，在确定的PVC电解槽中进行电解反应，以0.8A恒流通电，记录反应电压随时间的变化，如下图3.1：
图3.1 电压和时间关系
在通电2.5h后槽电压过高导致电源过载，反应明显未完全。
由此实验可见，大量的[Emim]Ac还残留在阳极室液中，一部分[Emim]+离子通过阳离子交换膜到达阴极室与Ac-离子生成了[Emim]Ac，同时随着阳极室离子浓度的降低，槽电压升高很快，使得恒电流电解的电耗增加，最后导致电源过载。电解反应的阻抗主要是阳极室的浓度降低引起的。因此可以采取保持阳极液的高浓度，或者将阴极液浓度确定在一个低值。
但是，因缺乏经验在实验前期实验中恒电流调至3A左右，虽然实验的第一批次成功得到了，但之后的第二批次的阴极液却有明显的发黄迹象。
分析：原因可能是离子膜破裂，而离子膜破裂的原因又有
1、反应电流过大，离子膜失去选择透过性
2、电流过大，使反应液温度过高，离子膜承受不了高温
3、阴极液未及时放出，液体量过多，使阴阳极液面压差过大
于是我们从中确立了实验的注意点，从而我们考虑不同因素对实验的影响。
3.2.1 不同因素下的实验
影响电化学反应的因素有很多，对于该电解反应主要阻抗产生于阳极室，我们已经确定了极板种类，我们保持阴极室浓度、极距不变，电解过程中槽液温度变化忽略，暂定改变阳极室浓度，制定了一个一因素三水平的实验计划，并依据以下条件确定各个因素的取值范围：其中，由于实验条件所限，电流密度过大会导致电源过载，电流密度过小则反应时间过长，甚至需要几天反应时间，所以电流密度选取时间长度合适的值。最终确定全实验计划表如下：
表3.1 实验计划表
实验号 阴、阳极摩尔比 电流密度（A/dm2） [Emim]Br浓度（质量百分比）