双三氟甲烷磺酰亚胺的应用与研究

概述

双三氟甲烷磺酰亚胺是一种性状为白色结晶或粉末的化学物质，其分子式是 (CF₃SO₂)₂NH，分子量则为281.15。该化合物在织带染色后整理加工技术领域与有机硅拒水剂、双酚A型环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛等物质可以生成整理剂，使得锦纶织带的色牢度更高，从而使得其能长时间户外环境下使用，且具有较好的保型效果及抗静电效果[1]。

应用

双三氟甲基磺酰亚胺最重要最广泛的应用是在一些重要的有机化学反应中代替传统的Bronsted酸和Lewis酸用作高效催化剂，反应体系中可以循环利用的绿色溶剂，亦或是作为环境友好的离子液体，合成锂离子电池的高效电解质-双三氟甲基磺酰亚胺锂的重要原料等。

除了上述应用，双三氟甲烷磺酰亚胺还可用作反应添加剂。例如Z型结构的N-未保护的β-磺酰基烯胺类化合物的合成过程中，廉价碘单质作为催化剂，乙烯基叠氮作为自由基受体，芳基亚磺酸钠作为自由基源，乙醇作为溶剂，双三氟甲烷磺酰亚胺作为添加剂。以上反应物在40℃下反应4~6 h，可以以优良的产率得到β-磺酰基烯胺类化合物。该方法无需使用金属催化剂，具有条件简单，反应时间短，底物适用范围广等优点[2]。

有关研究

以双三氟甲烷磺酰亚胺制备得到的锂化合物可以作为空气电池的电解液。空气电极结构对锂空气电池的性能有重要影响。基于工作原理构建二维瞬态锂空气电池数值模型，对以碳纳米管复合二氧化锰为催化电极，四乙二醇二甲醚/双三氟甲烷磺酰亚胺锂为电解液的锂空气电池进行性能测试。实验初始放电电势为2.92 V，结束时的放电比容量为580 mAh/g，实验数据与模拟结果接近，误差小于5%。利用数值模型对不同电极孔隙率及孔径条件下电池放电过程中的氧气浓度分布，Li₂O₂分布，电池放电容量及过电势进行分析，发现电极孔隙率的提升可提高氧气在电极中的传输效率，增加电池的放电容量。提高电极的孔径对增加电池的放电容量也有一定的作用，但会提高电池的电压降。选择合理的孔径范围，有利于提升电池的放电性能[3]。

参考文献

[1]徐典,何平,李笑,等.一种锦纶织带用后整理剂及制备方法:CN202311179376.9[P].CN117051595A.

[2]None.I Porti franchi. Bruno Minoletti[J].Journal of Political Economy, 1941, 49(2):310-311.DOI:10.1086/255715.

[3]栾丽华,苏畅,何琪,等.电极孔隙孔径对锂空气电池传质的影响[J].电池, 2022(003):052.