离子液体型离子聚合物金属复合材料的封装及变形性能

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新型离子液体和新型离子液体聚合物的制备及应用

新型离子液体和新型离子液体聚合物的制备及应用新型离子液体和新型离子液体聚合物的制备及应用近年来，离子液体和离子液体聚合物作为一种新型的功能性材料，受到了广泛的研究和应用。

离子液体是一种由离子组成的液体，在常规温度下通常呈无色透明的液态，具有高离子电导率和极低的蒸汽压，被广泛应用于催化、电化学、绿色能源等领域。

离子液体聚合物则是将离子液体引入聚合物基体中，形成固体聚合物-离子液体复合材料，使其具备了离子液体和聚合物的优点，极大拓展了其应用领域。

离子液体的制备一般可以通过阳离子和阴离子之间的反应来实现。

常见的制备方法包括阳离子取代法、氯化物-芳香醚合成法和氯化物-叔胺合成法等。

其中，阳离子取代法是最常用的方法之一。

一般选择一种离子作为基础骨架，然后通过阳离子取代反应在基础骨架上引入其他的取代基，实现离子液体的制备。

此外，还有一种常用的制备方法是通过阴离子取代法，也就是选择一种带正电荷的阳离子，通过和带负电荷的阴离子反应形成离子液体。

这些方法不仅制备了多种离子液体，而且还可以通过对不同阳离子和阴离子的选择来调节离子液体的性质。

离子液体聚合物的制备则是将离子液体引入聚合物基体中，形成新型的聚合物材料。

制备离子液体聚合物的方法多种多样，常用的有原位聚合法和溶液浸渍法。

原位聚合法是在聚合物的合成反应中直接引入离子液体的方法。

例如，在聚丙烯酸酯的合成反应中引入离子液体单体，通过离子液体单体的聚合，得到离子液体聚合物。

溶液浸渍法是在已有的聚合物基体中浸渍离子液体，然后通过自组装等方法将离子液体固定在聚合物基体中。

这两种方法都可以制备出具有离子液体性质的聚合物材料。

离子液体和离子液体聚合物在很多领域都有广泛的应用。

在催化领域，离子液体作为催化剂载体，可以提高催化剂活性和选择性，扩大催化剂的应用范围。

例如，将离子液体与过渡金属离子组成配合物，用于催化剂的固定化，可以提高催化剂的稳定性和循环利用率。

在电化学领域，离子液体可以作为阳离子或阴离子的载体，用于电池电解液的替代，提高了电池的能量密度和循环寿命。

离子液体在制备纳米材料中的应用

离子液体在制备纳米材料中的应用离子液体是一种具有独特性质的液体，是一种由离子（阳离子和阴离子）组成的液体。

其独特性质包括低挥发性、高热稳定性、高溶解度和导电性等，这些性质使离子液体在化学、材料科学和生命科学等领域具有广泛的应用。

其中，离子液体在制备纳米材料中的应用正引起越来越多的关注。

一、离子液体在制备金属纳米粒子中的应用金属纳米粒子具有良好的光学、电学、磁学和催化等性质，在催化、生物医药和化学分析等领域具有广泛的应用。

离子液体作为一种优良的模板和反应介质，在制备金属纳米粒子中发挥了重要作用。

例如，在离子液体中，可以通过还原金属离子来制备金属纳米粒子，同时离子液体中的离子也可以作为还原剂或模板来指导金属纳米粒子的形成。

二、离子液体在制备无机复合纳米材料中的应用无机复合纳米材料具有优异的机械、光学和电学性质，广泛应用于催化、制备纳米传感器、医学诊断和药物传递等领域。

离子液体在制备无机复合纳米材料中的应用主要集中于制备复合纳米材料和调控其结构性质。

例如，将离子液体作为模板和反应介质来制备无机/有机复合纳米物稳定，进而可以调控纳米材料的形态、大小和晶面结构。

三、离子液体在制备聚合物纳米材料中的应用纳米聚合物材料具有特殊的机械、光学和电学性质，广泛应用于光学和电子器件等领域。

离子液体在制备聚合物纳米材料中的应用主要集中于制备纳米复合材料和调控其结构性质。

例如，在离子液体中，可以通过控制稳定剂分子的形态和排布的方式，来调节聚合物纳米材料中纳米颗粒的分散度和大小。

综上所述，离子液体在纳米材料的制备中具有广泛的应用前景，可以在制备过程中充当模板、反应介质和稳定剂等多重角色，从而实现对纳米材料结构和性质的调控。

离子液体在纳米材料制备领域的不断探索和应用，将有助于推动离子液体的发展和应用，同时也将为实现纳米科技的应用提供更多的可能性和前景。

离子液体结构性质以及其制备方法

离子液体结构性质以及其制备方法在室温或者在接近室温的环境中，由阴阳离子构成的呈液体状态的熔融盐叫做离子液体，这种液体具有很多优点，比如热稳定性高、熔点低、电化学窗口宽、蒸汽压低等，所以它的应用领域也十分广泛，比如有机反应、电化学[30]、材料制备[31]、分离和萃取领域等。

1.4.1 离子液体的合成因为我们需要使用的离子液体是由阴阳两种离子构成的，那么就可以通过改变阴阳这两种离子去组成成不同的离子液体。

要合成离子液体，一般情况下有两种办法。

第一种是两步合成，第二种是直接合成。

（1）直接合成法直接合成法是一种一步合成离子液体的方法。

它通过季铵化反应或者酸碱中和反应来实现。

此方法具有成本低，操作简单没有副产品并且产品是已纯化的优点。

我们将硝酸和乙胺的水溶液通过中和反应就能够得到硝基乙胺离子液体。

具体操作步骤是：将反应后的硝酸和乙胺水溶液在真空中去除水分，然后让离子液体保持纯净状态并溶解于四氢呋喃或者乙腈等此类有机溶剂里面，然后用活性炭进行处理并且在真空中进行纯化，进而将多余的有机溶剂去除掉，最后就可以得到纯净的离子溶液。

Hirao 等最近就采用直接合成法制作了一批阳离子不同的四氟硼酸盐离子液体。

当然其它类型的离子液体也可以通过季铵化反应来制造。

1.4.2离子液体的应用领域因为离子液体性质和结构的原因，它的应用范围主要在这三个方面：电化学、分离过程和聚合物的改性上。

（1）分离过程的应用因为溶剂溶质成分十分复杂，那么对溶液溶质进行分离和提纯则一直是一个化学难题。

具有亲水性要求的就只能在水中进行提纯，挥发性不好的则最好不要采用蒸馏分离法，同时很大一部分的有机溶剂都对环境不利，会导致环境污染。

因为这种液体的独特的特点，加上上面提到的可以组合的阴阳离子，那么就非常适合将其作为分离和提纯的溶剂。

来自Alabama 大学（美国）的Rogers 小组就甲苯、苯胺、苯甲酸、氯苯（苯的衍生物）在bmim这种离子液体中和水相的分配系数进行了观察。

离子液体及聚离子液体的吸附分离性能研究

离子液体及其聚合物的吸附分离性能研究摘要：综述了近年来离子液体及其聚合物在吸附分离性能方面的研究进展。

离子液体是目前广泛认同的绿色分离溶剂，其性质和用途与其结构紧密联系，可以改变阴、阳离子的组合来改变离子液体的性质及用作各方面的应用。

本文综述了不同离子离子液体及其聚合物在萃取、渗透汽化方面的应用，简述了不同阴阳离子结构及不同试剂对其吸附分离性能的影响关键词：离子液体；萃取；渗透汽化；分离性能1、引言近年来，作为一类环境友好的化合物，室温离子液体的研究备受关注。

离子液体(ionic liquids)就是在室温(或稍高于室温)下呈液态的仅由离子所组成的液体，又称“室温熔融盐”(Room temperature molten Salts)，室温离子液体(Room temperature ionic liquids) 等[1]。

室温离子液体是一种由含氮杂环的有机阳离子和一种无机阴离子（表1）组成的盐，可以通过选择合适的阳离子、阴离子和配体，调变离子液体的化学、物理性能。

Table 1. A part of cation and anions for ionic liquids[2]2、离子液体2.1 离子液体的吸附性能1）紫外分光光度法测量离子液体的吸附性能通常，可采用将离子液体加入待吸附溶液并置于恒温振荡器中振荡吸附，平衡后静置，待两相完全分层后，取上清液，用紫外分光光度法测定化合物的浓度[4]。

张娟娟[5]等研究了吸附时间、固液比、样品浓度对N-甲基咪唑键合硅胶固定化离子液体( SilprMim)吸附黄酮类化合物性能的影响。

图1. 吸附效率随时间（a）、随固液比（b）和样品浓度（c）的变化曲线Fig1. Variation curve of adsorption efficiency vs time (a). solid-liquid ratio(b) and analytes concentration(c)(■) Quercetin; (▼) Luteolin; (★) Genistein;由图1a可知，随着时间的延长，SilprMim对3种化合物的吸附效率呈上升趋势，并且染料木素、木犀草素和槲皮素均在30 min内达到最大吸附效率。

离子液体——一种新型的绿色溶剂

离子液体——一种新型的绿色溶剂张萍，沈正荣﹡（浙江省医学科学院，浙江杭州310013）摘要：目的综述离子液体的组成、性质、合成方法以及在溶解方面的应用。

方法查阅近年文献，进行归纳整理。

结果和结论离子液体是室温下呈液态的离子化合物，具有很多独特的性能，作为一种新型的绿色溶剂推动了绿色化学的发展。

关键词：离子液体；绿色化学；溶剂随着科技发展和环保意识的增强，寻找绿色反应溶剂和发现环境友好催化剂是绿色化学的主要研究方向之一。

室温离子液体作为一种新型的绿色溶剂正在迅速发展，成为科学研究的热点。

室温离子液体是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的盐类，也称室温熔融盐，但是它不同于我们通常所说的离子化合物。

传统意义上的离子化合物在室温下一般都是固体，其强大的离子键使阴、阳离子在晶格上只能作振动，不能转动或平动。

他们一般都具有较高的熔点、沸点和硬度。

然而对于离子液体，如果把阴、阳离子做得很大且又极不对称，由于空间阻碍，强大的静电力无法使阴、阳离子在微观上作紧密堆积，使得阴、阳离子在室温下不仅可以振动，甚至可以转动、平动，整个有序的晶体结构遭到彻底破坏，离子之间作用力减小，晶格能降低，从而使离子化合物的熔点下降，在室温下成为液态[1]。

离子液体具有很多传统的分子溶剂不可比拟的独特性能。

1. 离子液体的组成离子液体的阳离子主要有以下四类[2,3]：烷基季铵离子[NR x H4-x]+；烷基季膦离子[PR x H4-x]+；N-烷基取代吡啶离子[RPy]+；1,3-二烷基取代咪唑离子，或称为N,N’-二烷基取代咪唑离子，记为[RR’im]+；其中最稳定的是烷基取代的咪唑阳离子。

阴离子则可以是AlC14-、BF4-、PF4-、CF3COO-、CF3SO3-、(CF3SO2)2 N-、SbF6-等有机离子和配合物离子，有些情况下也可以是Cl-、Br-、I-、NO3-、ClO4-等简单无机离子。

苯并咪唑类离子液体及其铅(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及电学性质研究

ＰｌｒｔｒｌＣｌｇｈｍｉｒａｄＣｏｍｅｅｉｓｏｅｅｏＣｅｓｙｎ￣ｍｗｎｉｅｉｇＮｒｗｓＮｒａｎｅｓｙＬｎｈｕ７０７，ｈｎ）ｙＭａａ，ｌｆｔｄＥｇｎｒ，ｏｔｅｔｏｍｌｉｒｉ，ａｚｏ３００ＣｉａｅｎｈＵｖｔ
间氢键和配位键自组装成Ｔ－维网状结构。另外，－电化学性质表明，配合物的电解过程为准可逆过程。该
关键词：子液体；位聚合物；．相互作用；电化学性质离配仃仃中图分类号：６１３３０１．４文献标识码：Ａ文章编号：１０ —８１０１０．５９００１４６（１）８１６—５２
０引言
离子液体ｆｓ常被称为室温离子液体或室温Ｉ、Ｌ通熔融盐［由于独特的物理化学性质及性能有望成为１１．
５勇张有明华茂堂５明霞魏太保ｔ０ｔ４
ｆ态环境相关高分子材料教育部重点实验室，肃省高分子材料重点实验室，生甘
西北师范大学化学化工学院，州７０７）兰３００
摘要：成了新的离子液体金属配合物［ｂｍＨＡ（）・Ｏ＂Ｈ０ｍ．Ｎ合Ｐ（Ｎ）０】Ｎ３３２（ＨＡ为 Ⅳ， … 羧甲基．一基苯并咪唑盐）并通过元Ｈ Ⅳｔ－２丙，素分析，外光谱，其进行了表征，过ｘ射线单晶衍射测定了其晶体结构，晶体结构中，题物通过仃相互作用、子红对通在标分

聚合物镓基液态金属复合材料的研究及应用进展

第37卷第1期高分子材料科学与工程V o l .37,N o .1 2021年1月P O L YM E R MA T E R I A L SS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N GJ a n .2021聚合物/镓基液态金属复合材料的研究及应用进展王曦宇1,李科1,2,王源升1,2,张爱民1(1.高分子材料工程国家重点实验室四川大学高分子研究所,四川成都610065;2.海军工程大学舰船与海洋学院,湖北武汉430033)摘要:液态金属(L M )是一种在常温下呈液态,由金属或其合金掺入改性剂复合而成的材料㊂由于兼具金属优秀的导电性㊁导热性和流体的流动性,近年来液态金属成为材料领域内的研究热点,尤其是在柔性电子应用领域备受关注㊂文中主要以镓基液态金属为描述对象,综述了液态金属主要特性,分析了液态金属复合材料聚合物基体的选择情况,介绍了液态金属柔性电子材料的制备方法以及主要应用背景㊂最后,总结了液态金属的研究现状并展望了未来的发展前景与面临的挑战㊂关键词:液态金属;聚合物;柔性电子;应用;进展中图分类号:T B 333 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2021)01-0327-08d o i :10.16865/j.c n k i .1000-7555.2021.0025收稿日期:2020-10-24基金项目:国家重点研发项目(2017Y F C 1104801)通讯联系人:王源升,主要从事聚合物加工和改性研究,E -m a i l :s k l p m e ys w@s c u .e d u .c n ;张爱民,主要从事聚合物加工和改性研究,E -m a i l :z h a n ga i m i n @s c u .e d u .c n 科技的发展带来了智能科技领域对电子皮肤㊁可穿戴设备㊁软体机器人等柔性电子器件的巨大需求,柔性导电材料逐渐进入人们的视野并成为了相关学者的研究热点㊂通常柔性导电材料主要是通过引入功能性导电填料或使柔性高分子材料本身导电㊂目前,柔性导电材料导电部分主要包括以下四大类:(1)金属材料(金㊁银㊁铜等)以及他们的纳米材料如银纳米线㊁银纳米薄片等;(2)纳米无机材料(石墨烯㊁碳纳米管㊁导电炭黑等);(3)导电聚合物(聚苯胺㊁聚吡咯㊁聚噻吩);(4)离子液体等体系㊂液态金属作为一类兼具液体流动性和导电性的材料,更适用于制作柔性导电材料㊂早在1875年人们便开始了对镓基液态金属的研究,直至现在,该材料在柔性电子材料领域也备受关注[1]㊂在柔性电子材料的导电填料中,液态金属因具有良好的流动性,相较于常规导电材料,展现出了明显的优势㊂固体金属填料或无机纳米粒子的弹性模量通常与所附着的柔性基体的模量不一致㊂这不仅会使材料本身力学性能受到影响,而且也会对复合材料的填料与基体间界面的力学性能和导电性能产生不利的影响㊂在较大的形变下,导电通路的电学性能会受到较大影响,甚至会变为绝缘体㊂液态金属常温下呈现为液态,将其与柔性基材复合时,会伴随着基材的形变产生相应的形状变化,相较于固体填料而言,具有更好的可塑性㊂此外,将液态金属作为柔性填料还可以大大增加硅橡胶等弹性体的缺口不敏感性,阻止材料受损时的缺口横向扩展[2]㊂离子液体与液态金属相似,为一种流动性较好的导电流体,但其制作而成的电子器件极容易受湿度㊁温度和外力的影响,而液态金属不但导电性能明显好于离子液体,还有更好的稳定性和耐久性㊂虽然液态金属在导电率㊁柔韧性㊁实用性等方面都有着有独特的优势㊂但是,液态金属存在表面张力大㊁在基体上铺展性差㊁表面电路较脆弱易受到破坏等缺陷,使得其应用受到了限制㊂与此同时,液态金属的价格大大高于铜㊁铝等常规导电材料,昂贵的成本也是限制其发展的重要原因之一㊂镓基液态金属作为所有液态金属中生物相容性最好的类别,其流动性㊁导电性和导热性等一系列理化性能也不逊于别的液态金属,这使得镓基液态金属成为了液态金属中最适合推广的种类㊂本文综述了液态金属的综合特性,分析了柔性导电材料的聚合物基体的选用原则,阐述了液态金属柔性电子材料的加工方法及应用场景,并根据其研究现状和特点展望了液态金属的未来发展趋势㊂1 液态金属的特性室温液态金属主要有汞(熔点-38.8ħ)㊁镓(熔点29.8ħ)㊁铷(熔点38.9ħ)㊁钫(熔点27ħ)和铯(熔点28.40ħ)5种金属,其中汞(俗称水银)是日常生活中最常见的液态金属,但易挥发(蒸汽压:42ħ)和剧毒是汞的两大致命缺陷,极大地阻碍了它的发展㊂而铷㊁钫㊁铯3种金属由于具有较强的放射性也难以得到广泛应用[3]㊂T a b .1 P h y s i c a l p r o p e r t i e s o f g a l l i u ml i qu i dm e t a l [5]P r o pe r t i e s G a l l i u m G a I n 24.5G a 68.5I n 21.5S n 10M e l t i n gp o i n t /ħ29.815.5-19B o i l i n gp o i n t /ħ22052000>1300V a p o r p r e s s u r e /P a 10-35(29.9ħ)N /A 1.33ˑ10-6(500ħ)D e n s i t y /(g ㊃c m -3)609362806440T h e r m a l c o n d u c t i v i t y/(W ㊃m -1㊃K -1)29.326.616.5E l e c t r i c a lc o nd u c t i v i t yˑ10-6/(S㊃m -1)6.733.43.46V i s c o s i t yˑ103/(M P a㊃s -1)1.371.992.4相比于其他液态金属元素,金属镓及其合金对生物体表现出了低毒性,且有报道称镓可用于治疗人体的肿瘤[4]㊂此外,其优秀的电导率㊁导热能力㊁良好的流动性㊁化学稳定性和生物相容性等一系列优良特性也促使镓成为备受关注的导电功能材料,T a b .1展示了液态金属镓及其合金的主要物理性质㊂本文主要围绕镓及其合金的研究和应用进展展开论述㊂1.1 电学特性液态金属具有优良的电学特性[6],在一定的应变下,其导电能力甚至比银纳米线和碳纳米管都要高(F i g.1)㊂添加其他金属材料可以改变液态金属的电导率,可以通过调整添加的金属含量来针对性地改变液态金属的电导率从而满足生产或研究需求㊂特定金属材料的引入还会产生一些独特的性能,例如加入铁磁性的铁或镍金属微粒不但可以使液态金属复合材料具有磁响应性能,且由于柔软液态金属与硬的铁㊁镍微粒的共存还能使其具有正的压电性㊂与常见金属发生形变时电学特性相反,电阻随着材料的机械变形(包括拉伸㊁压缩㊁弯曲和扭曲)而呈指数级下降㊂使用不规则镍金属颗粒填充的液态金属复合材料,当拉伸应变小于20%时,其电阻率可降至初始值的千万分之一[8]㊂另外,将液态金属与银纳米片/微粒相复合,在高拉伸柔性电路㊁可穿戴生物燃料电池等研究中取得了较好的应用效果㊂F i g .1 C o m p a r i s o no f c o n d u c t i v i t ya t t h em a x i m u ms t r a i n o f v a r i o u s s t r e t c h ab l ec o nd u c t o r s[7]F i g .2 S c h e m a t i c o f d a m a g em e c h a n i s m s o f p o l ym e rm a t r i x e sw i t hd i f f e r e n t f i l l e r s (a ):n o f i l l e r ;(b ):r i g i d i n c l u s i o n s ;(c ):l i qu i d i n c l u s i o n s [2]823高分子材料科学与工程2021年1.2 流动性制备柔性导电材料通常要求导电材料柔韧且具有一定的大形变能力,相比于坚硬且脆性的传统金属,液态金属因其较好的流动性而具有独特的优势㊂液态金属本身具有流动性和较低的黏度,将液态金属作为改性填料掺入柔性聚合物中,液态金属能够随着基体的形变而重新定向(F i g.2),并且能够影响大形变情况下柔性基体的损伤机理,使聚合物基体产生对缺口不敏感的特性,降低应力集中的危害㊂镓基合金的动态黏度相对较低(2.22m P a ㊃s)[5],因此,在较大的温度范围内,液态金属能够像水一样流动㊂液态金属的优异流动性使其适合应用于导电墨水㊁柔性印刷电路等行业,可以直接印刷在聚氯乙烯(P V C )㊁聚二甲基硅氧烷(P D M S)等基材㊂此外,液态金属的流动性允许其通过注射加工的方式填充微流体通道并形成复杂电路㊂1.3 生物相容性相较于其他液态金属,镓基液态金属对人体而言几乎可以说是无毒无害,表现出了一定的生物相容性,有望将其应用到生物材料领域㊂镓基液态金属能够作为药物的运输载体,将药物输送到人体肿瘤细胞㊂在运输过程中因其具有生物相容性,而不会对人体造成危害㊂但当运输药物的镓基液态金属到达肿瘤组织后,镓基液态金属能够与肿瘤中的酸性物质反应,生成镓离子,不但会引起药物载体的损失,也有可能给人体造成潜在的健康威胁㊂为了解决上述问题,H u 等[4]将多孔二氧化硅与生物质酸包覆在液态金属表面,保护了液态金属不被破坏,保证药物的顺利释放㊂F i g .3 L Ms h o w i n g d i f f e r e n t s t a b l e s h a p e s i n a i r o w i n gt o t h e e x i s t -e n c e o f t h e o x i d e l a ye r s [14]1.4 氧化特性液态金属镓与氧气接触时,会迅速生成一种主要由镓的氧化物(G a 2O 3)组成的薄膜壳层 [9~11],其厚度在理想环境下能达到1纳米左右,在自然环境中约为3纳米[12]㊂这层氧化膜可以防止液态金属的进一步氧化,提高了液态金属电子器件的环境稳定性[13]㊂M i c h a e l 团队[14]最早提出将镓基液态金属表面稳定的氧化物薄膜运用在3D 打印技术中,使液态金属微粒呈三维堆叠连接(F i g .3),制备可重构电路㊂氧化物薄膜的存在不仅会降低其表面张力,而且随着氧化物比例的增加,能够改善液态金属与基底之间的润湿性㊂固态的氧化镓壳层还提供了丰富的加工和修饰平台,利用化学修饰可在其表面附着一些功能化物质,例如用银氨还原法在液态金属氧化壳层表面形成纳米银制备实时自修复电路[15]㊂此外,氧化壳层表面对羟基㊁巯基等有较强氢键作用,因此可以利用含羟基㊁巯基的聚合物或有机分散剂使液态金属均匀分散,也可以通过基团与液态金属的相互作用增强液态金属与聚合物基体的结合力[16,17]㊂防止液态金属氧化需要将氧的浓度降低到大气中氧浓度的百万分之一,实现难度较大,常用的处理方法是使用酸性或碱性水溶液来去除氧化薄膜,以实现液态金属的回收㊂2 液态金属柔性复合材料的基体选取液态金属优良导电性和流动性使得其能够与柔性的聚合物相复合,制作柔性导电复合材料㊂根据材料的应用场景不同,对所使用的柔性基体性能有不同的要求㊂2.1 通用高分子材料基体大部分通用的高分子材料力学性能和加工性能要优于改性功能材料且生产技术成熟㊁成本低廉,能够大规模工业化生产㊂将其作为液态金属复合材料的基体材料,能够更容易使生产的柔性导电材料广泛应用在通讯㊁交通运输㊁电气电子工业等国民经济主要领域和人们日常生活中㊂目前,在柔性导电材料中应用最广泛且性能优异的柔性材料主要包括有机硅橡胶(P D M S )和以氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(S E B S)为典型的热塑性弹性体㊂P D M S 对液态金属微粒有较好的导电阻隔效果,即使液态金属体积分数达到50%,复合材料仍处于绝缘状态(F i g .4(a )),当在设定的路径上施加一定的压力后,轨迹上的液态金属汇聚在一起,形成导电通路(F i g.4(b ))㊂这种方法制备的电路即使在基材受到损伤后仍能具备导电能力(F i g.4(c ))[18]㊂均匀分923 第1期王曦宇等:聚合物/镓基液态金属复合材料的研究及应用进展散在P D M S 基材中的液态金属微粒还可以在激光和低温冷冻下得到激活由绝缘体转变为导体㊂热塑性弹性体具有优异的拉伸性能,比较适合作为拉伸式传感器的基体材料㊂R o h 等[18,19]利用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物以4ʒ1的体积比例获得复合弹性体基材,加入银和液态金属进行复合,制成具有三明治结构的电极,该材料具有较高的断裂延伸率(>600%)和电学稳定性,300%应变下循环拉伸下电阻几乎保持不变(ΔR <0.04Ω)㊂F i g .4 C o n d u c t i v em e c h a n i s mo fL M /P D M S c o m po s i t em a t e r i a l s [18]2.2 自修复聚合物基体柔性电子器件在使用的过程中常常会受到外力的重复作用,材料难免会产生结构破坏㊂液态金属具有本征自修复能力,若柔性基材具备自修复能力则可以实现电子材料的电性能和力学性能的自修复,必然会大大提升产品的使用寿命㊂F i g .5 E l o n g a t i o n sa tb r e a ka n ds e l f -h e a l i n g ef f i c i e n c i e so fs o m e t y p i c a l s e l f -h e a l i ng ma t e r i a l sw i t hL M [20]具有自修复功能的含硫聚合物㊁聚氨酯丙烯酸酯(P U A )弹性体㊁P V A 水凝胶和P D M S 等材料都能够作为柔性导电材料的自修复聚合物基体㊂F i g .5展示了几种典型的自修复液态金属柔性导电材料的断裂延伸率和自修复效率㊂液态金属能够在硫聚合物中均匀分散,并与多硫键/硫醇形成动态的配体,使材料在自修复后的断裂伸长率比之前更高;含液态金属P U A 弹性体的断裂伸长率能达到5000%左右,但氢键作用力较弱,依靠氢键自修复后的断裂伸长率只能达到之前的45.1%;P V A 水凝胶虽然变形和修复性能都较弱,但是它具有特殊的驱动性能,可以用于制作驱动器;P D M S 基材自身具有优良的力学性能,依靠多重氢键的改性实现了较好的自修复性能㊂在选用自修复基材时,需要根据所需的产品性能㊁成本以及使用条件等进行综合考虑㊂3 液态金属的应用液态金属柔性电子材料3.1 液态金属柔性电子材料的制备方法液态金属与聚合物材料结合的方式多种多样,例如3D 打印㊁掩板法㊁激光处理和微流道法等(F i g.6),总体上可将其分为两大类㊂一类是在聚合物表面形成表面电路,围绕其图案精度㊁与基材之间的附着力㊁电性能的稳定性等内容展开研究㊂另一类是将液态金属嵌入进基体内部,包括微流道和液态金属微粒填充2种形式㊂3.1.1 3D 打印:3D 打印技术在液态金属的应用主要是利用液态金属的流动性,将液态金属制成导电油墨,再通过3D 打印机在聚合物基体表面形成电路或是设定的图案㊂Z h o u 等[22,23]提出了一种油墨直印(D I W )的3D打印工艺,其油墨是由液态金属分散到低黏度的P D M S 中制成㊂通过挤压或冷冻处理进行激活,使分散的液态金属形成连续的导电通路㊂激活后的材料表现出优异的导电性㊁显著应变响应性㊂此外,这种33高分子材料科学与工程2021年3D 打印工艺可以应用于多层软质电路㊁应变传感器等电子元器件,为高分辨率㊁高性能柔性传感器的快速生产提供了一种新思路㊂F i g.6 V a r i o u s f a b r i c a t i o nm e t h o d s o fL M -b a s e d f l e x i b l e e l e c t r o n i cm a t e r i a l (a ):3D p r i n t ;(b ):m a s km e t h o d ;(c ):l a s e r i r r a d i a t i o nm e t h o d ;(d ):m i c r o -c h a n n e lm e t h o d[21]3.1.2 表面加工方法:表面加工方法是指用液态金属浸润带有图案的掩板或丝网,使液态金属在聚合物基材上形成设定的电路或者图案的方法㊂常用的表面加工方法包括丝网印刷㊁掩板法和印章转印等㊂为了增强液态金属与基材的黏附力,可以将镓基液态金属与镍进行复合,提升其黏度,保证形成图案的完整性㊂此外,金属镍的引入还赋予液态金属磁响应性,在掩板中成型时,使用磁铁引导液态金属流动,有助于完成图案化[24]㊂对于与液态金属黏附力较弱的基材,还可以在液态金属与基材之间涂覆特定黏合剂来增强界面作用力㊂表面加工方法要求液态金属完全浸润模板(或印章)中设计的图案上面,才能保证加工的图案的完整性㊂然而在实际应用中,受液态金属与模板的黏附性和液态金属表面的金属氧化层的影响,导致形成的图案带有缺陷或者不完整㊂所以这种方法仅适用于对加工图案的精度要求不太高的器件㊂3.1.3 激光加工:随着液态金属柔性电路研究的不断深入,相关学者为开发一种加工精度高㊁加工速度快㊁形成图案稳定的加工方法付出了巨大的努力㊂激光加工已经被广泛应用于激光雕刻㊁激光焊接㊁表面改性等领域,将它用于雕刻液态金属柔性电路图案,必能发挥其效率快㊁精度高的优势㊂激光作用在液态金属上时能增强液态金属与聚合物材料的黏附力㊂其作用机理为:当高能量的激光光束在扫描至液态金属微粒时,瞬间的能量冲击让镓铟金属迅速膨胀并冲破外部的氧化壳层沿激光路径烧结成导电通路,爆发出的液态金属遇到空气后又迅速被氧化成尺寸更小的微粒㊂能够在激光扫描过的轨迹上形成更加丰富的表面微结构,提升与聚合物基材的结合力,从而能够实现电路的完整转印㊂Z h a n g等[25]利用此原理,制备了高精度的液态金属柔性电路㊂首先在蓝宝石基板上均匀涂覆一层液态金属微粒,激光光束按照设计柔性电路轨迹在表面扫过,进行转印时,激光扫过的液态金属具有丰富微结构对P D M S 基材的黏附力提升,而未被活化的液态金属不能黏附在P D M S 上,从而实现电路从蓝宝石基底剥离并成功转移到P D M S 基板上,利用形成的柔性电路制作了微型加热器㊂F i g .7 We t t a b i l i t y ofLM o n m a t r i xb e f o r ea n da f t e rl a s e r e n g r a v i n g [26]除了直接用激光处理液态金属,还可以利用激133 第1期王曦宇等:聚合物/镓基液态金属复合材料的研究及应用进展光对液态金属附着基体表面进行选择性地粗糙处理[26],构筑表面微结构,微结构的位置具有超疏水能力,同时也对液态金属有较大的排斥力(F i g.7)㊂与未经处理的表面相比,激光烧蚀的石英玻璃表面与液态金属液滴之间的黏附力由320.2μN降低到1.2μN,接触角高达157ʎʃ3ʎ,滚动角小于10ʎ㊂虽然液态金属具有流动性,但是因微结构对其的排斥作用限制其移动范围,从而防止柔性电路在因为液态金属的流动性而产生线路破坏㊁短路㊁相互污染等一系列问题,对于提升电路的稳定性和可靠性有重大意义㊂3.1.4嵌入柔性基体:将液态金属处理成一定粒径的微粒后,再均匀分散在基体材料中,是实现柔性材料导电的一种有效方法㊂其优点是制备的材料较为稳定,缺点是材料的导电能力比较差,因为液态金属微粒之间存在不导电的聚合物材料㊂如2.1节所述,有的复合材料导电能力需要外部应力㊁冷冻㊁激光等条件才能激活㊂与此同时,这种方法的液态金属用量较大(体积分数50%以上)㊁成本高且不适用于需要高精度导电图案的应用场景㊂微流道法同样是将液态金属嵌入柔性基体中,即将液态金属用注射器注入聚合物基体内填充空腔以形成通路㊂但这样形成的柔性电路存在许多局限性:由于液态金属与柔性基体的热膨胀系数不同,当电路负载过大产生热量时,会导致2种材料的膨胀程度不同,腔体中出现气泡;在拉伸应变较大时,液态金属与柔性基体也会出现形变不匹配的现象,甚至导致液态金属分布不均㊁泄露等问题㊂上述介绍的几种液态金属柔性导电材料的方法各有利弊,矛盾主要集中在液态金属与柔性基材的黏附和相容性能等方面,这也是本领域下一步的重点研究内容之一㊂此外,因为液态金属极易被氧化而导致性能下降,在使用上述方法构造柔性电路时,务必将液态金属形成的电路进行封装处理,避免液态金属的氧化和泄漏,保证材料能够长期使用㊂3.2液态金属柔性电子材料的应用3.2.1柔性传感器:柔性应力传感器是将各种场景信息转换成电信号的重要媒介是柔性电子器件的热门研究领域,以液态金属作为导电介质的柔性传感器近年来也逐渐受到了关注㊂液态金属柔性应力传感器主要包括电阻式和电容式2种,电阻式传感器的灵敏度相对较低,通常用作大形变的拉伸传感器;电容式传感器较为灵敏,适合作为响应速度快的按压式传感器㊂C o o p e r等[26]将液态金属灌注进两条相互缠绕的空心弹性体纤维中,制备了一种能够检测1.08ˑ104r/m的扭转变化的大量程传感器(比常见的扭转传感器高2个数量级)㊂复合材料较好的柔韧性㊁较高的应变极限以及较小的尺寸使其能够作为智能元器件,配合人工肌肉㊁软体机器人等开展工作㊂3.2.2摩擦纳米发电机:随着智能可穿戴设备㊁人体传感器㊁电子皮肤等智能柔性电子器件的研究逐渐深入,智能柔性设备能量源的研究越来越受到重视㊂锂电池的能量密度㊁穿戴舒适性和安全性并不能完全满足微型柔性传感器的要求,摩擦纳米发电机(T E N G s)作为一种新的能量来源方式以其绿色环保㊁体积小巧㊁柔软可变形等优势,受到了相关研究者的青睐㊂柔性T E N G s通常是将导电率较高的纳米材料(如C N T㊁石墨烯㊁银纳米线)分散在柔性基体中来实现的㊂使用固体导电材料时,拉伸形变会使电导率迅速上升,甚至过大的变形还会导致电路断路㊂此外,银纳米线㊁石墨烯等材料昂贵的成本也限制了其大规模的生产应用㊂液态金属弥补了上述固体导电材料在导电性㊁柔韧性和成本控制方面的不足,在纳米摩擦发电机的研究中占有一席之地㊂Y a n g等[27]将液态金属注射入P D M S铸造的空腔模型中,制作了单电极式液态金属摩擦纳米发电机(L M-T E N G),材料在拉伸至300%应变下,其输出信号特征不发生改变㊂面积为6c mˑ3c m的L M-T E N G在3H z单电极模式下,开路电压为354.5V,短路电流15.6μA,平均功率密度8.43mW/m2,表现出了优异的电学性能指标㊂3.2.3柔性驱动器:受各种生物行为的启发柔性驱动器的研究不断进步,基于光㊁电㊁热等驱动的机器人抓手㊁仿生花以及人工肌肉等驱动器等不断涌现,其中也不乏液态金属柔性驱动器㊂液态金属柔性驱动器大致分为2类:(1)使液态金属在基体材料中呈梯度或其他形式的不均匀分布,再利用外界光㊁热进行激发,利用材料的不对称变形,实现驱动;(2)基于基材自身的光㊁电和热响应能力,再充分利用液态金属的优良导电㊁导热性[29],结合焦耳热效应产生并传递热量,驱动基材产生响应㊂L i等[29]用生物纳米纤维(N F s)和液态金属制备了一种具有双面结构的复合材料驱动器,利用分别含有N F s和液态金属的两面的不对称变形,展现出了对湿度㊁光和电的快速响应,可应用于仿生肌肉㊂233高分子材料科学与工程2021年液晶弹性体驱动器固有的柔顺性和变形性能,使其成为一种很有前景的功能材料,但其广泛应用受到材料自身导热㊁导电性不足以及与传统刚性填料的机械不相容性的限制㊂F o r d等[30]将液态金属微粒嵌入液晶弹性体中,能增强导热和导电性能,且不降低材料柔顺性㊁机械和驱动性能㊂改性后的液态金属/晶弹性体复合材料利用焦耳热效应,驱动液晶基元运动,实现了类似肌肉的驱动性能㊂除了上述3种应用以外,液态金属的应用还涉及柔性电池等其他领域,相信技术难题的攻克和功能的丰富会引领液态金属走向更广阔的天地㊂4总结与展望本文首先对液态金属的重要理化性质进行了梳理和介绍,并与实际应用相结合,阐述各性能在具体应用中的重要作用;然后,分析了与液态金属结合的聚合物基材的选用原则和研究现状;最后,介绍了液态金属/聚合物复合材料的加工方法,并综述了聚合物基液态金属复合材料在柔性传感器㊁纳米摩擦发电机和智能软驱动器等前沿领域的应用现状㊂液态金属在很多方面的研究仍处于探索阶段,聚合物基液态金属复合材料未来的研究重点需要着眼于以下几个方向:(1)提升液态金属与柔性基体的黏附能力和相容性,防止出现液态金属分布不均和泄漏的问题㊂液态金属表面能较高,不易于在基材表面铺展和形成精密的图案㊂通过液态金属合金化㊁聚合物表面改性虽能够改善此类问题,但仍需要探寻更高效的技术手段㊂(2)由于成本限制,目前液态金属的研究仍处在实验室阶段,大规模生产和商业化面临着巨大的挑战㊂可以通过适当地掺入一些成本较低且性能优良的金属(例如铜)或者在不明显降低电学性能的情况下减少液态金属的用量,适当地控制成本㊂(3)受限于目前的工艺技术,与先进的刚性集成电路相比,柔性电子器件的电子元件密度较低㊁电路精密度不够且耐久性较差㊂(4)深入发掘液态金属与所用柔性基材对光㊁热㊁电等能量的响应能力,开发多功能的聚合物基液态金属复合材料,该材料必将在生物医药㊁智能驱动等科技前沿领域大有作为㊂参考文献:[1] D i c k e y M D.E m e r g i n g a p p l i c a t i o n s o f l i q u i dm e t a l s f e a t u r i n gs u r f a c e o x i 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离子型聚合反应

02
特点
03
快引发、快增长、易转移、难终止。
04
反应速率快，可在低温下进行。
05
对单体纯度和反应条件要求较高。
06
产物分子量分布较宽。
离子型聚合反应分类
01 阳离子聚合
由阳离子引发并进行链增长的聚合反应。例如，异丁烯在铝氯化合物作用下进行的阳离子聚合。
02 阴离子聚合
由阴离子引发并进行链增长的聚合反应。例如，丁二烯在烷基锂作用下的阴离子聚合。
02 阳离子聚合
利用阳离子引发剂（如质子酸、路易斯酸等）引发单体进行链增长反应，得到高分子化合物，如聚异丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
03 配位聚合
在过渡金属催化剂存在下，单体与催化剂形成配位化合物后进行链增长反应，合成高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯等。
功能高分子材料制备方法探讨
功能基团的引入
通过化学反应将具有特定功能（如荧光、导电、催化等）的基团引入到高分子链上，赋予高分
子材料特殊功能。
高分子共混
将不同种类的高分子材料按一定比例混合，通过物理或化学方法使其相容，从而获得具有综合性能的功能高分子材料。
高分子复合
将高分子材料与无机纳米粒子、有机小分子等复合，制备出具有优异性能的功能高分子复合材料。
环保型高分子材料发展趋势预测
生物可降解高分子材料
随着环保意识的提高，生物可降解高分子材料将成为未来发展的重要方向。这类材料能在自然环境中被微生物分解为无害物质，减少对环境的污染。
离子型聚合反应
目录
• 离子型聚合反应基本概念 • 离子型聚合反应机理 • 离子型聚合反应实验方法与技术 • 离子型聚合反应影响因素分析 • 离子型聚合反应在工业生产中应用 • 离子型聚合反应研究前沿与挑战

离子液体与聚合物的作用机制

离子液体与聚合物的作用机制
离子液体聚合物是一种新型的高分子材料，它结合了离子液体和聚合物的特性。

这种材料通常具有高度可调性、可控性和优异的化学稳定性、热稳定性和电化学稳定性。

离子液体聚合物的作用机制主要包括以下几个方面：
1. 分子模拟：通过分子模拟，可以阐明离子液体聚合物中的结构扩散机制，从而理解其在传输金属离子方面的性能。

例如，研究显示，聚（二烯丙基二甲基铵）双（氟磺酰基）亚胺（PDADMAFSI）作为PolyIL，具有快速的碱金属离子传输性能和高金属离子迁移数。

2. 电化学性能：离子液体聚合物在某些电池应用中显示出优异的电化学性能。

例如，Na和K聚合物电解质在80 °C下显示出高达1.0×10-3S cm-1的离子电导率。

在Na∣2:1NaFSI/PolyIL∣Na对称电池上进行的电化学循环测试中，实现了低过电位和长时间稳定沉积/剥离。

3. 复合材料：离子液体聚合物可以与其他材料（如离子塑晶、锂盐）结合，构建全固态电解质体系，改善其力学性能。

这种复合材料具有良好的成膜性能、热稳定性和电化学稳定性，可以用于高性能电池和其他应用。

4. 智能材料：离子液体与聚合物的结合可以开发出具有卓越性能和针对某些应用领域定制功能的智能材料。

这些材料可以根据环境变化做出响应，如温度、pH值或光线的变化，并可用于传感器、驱动器
或药物输送等领域。

总之，离子液体聚合物是一种具有广泛应用前景的新型材料，其作用机制涉及多个方面，包括分子模拟、电化学性能、复合材料和智能材料等。

随着研究的深入，未来有望在更多领域实现离子液体聚合物的应用。

离子液体作为钢_聚四氟乙烯润滑剂的摩擦学性能研究_郭月霞

[22-24]
基底材料的磨损和腐蚀, 表现出优异的润滑性能
.
由此推断, 氮磷类离子液体也可用于聚合物材料的润滑 . 同时有研究表明 , 将离子液体作为聚碳酸酯、尼龙6、聚苯乙烯、聚酰亚胺等聚合物的内、外部润滑剂都可以明显提高其抗磨能力
[25-29]
1.3
表面分析
摩擦磨损试验结束后, 用石油醚超声清洗下试盘,
162
摩擦学学报
第36 卷
Key words: ionic liquids, steel/polytetrafluoroethylene contact, friction-reduction and wear-resistance, tribochemical reaction
聚四氟乙烯(PTFE)是工程塑料的一个重要品种, 由四氟乙烯聚合而成, 分子中碳氟元素以共价键形式结合, 这种独特的化学结构, 使得PTFE具有优异的耐腐蚀性、密封性、化学稳定性、电绝缘性和良好的抗老化能力. 因此PTFE在化工领域及其他一些相关行业中得到广泛应用, 如作为各类密封材料、轴承、耐腐蚀衬里、活塞环和绝缘薄膜等. 但是, PTFE也存在一些固有的缺陷 , 如机械性能较差、线膨胀系数较大、耐蠕变性能差、导热性差和加工性能较差等
第2 期
郭月霞, 等: 离子液体作为钢 - 聚四氟乙烯润滑剂的摩擦学性能研究
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0.3 eV, 以污染碳中的C1s结合能284.80 eV作为内标.
频变载条件下的试验, 考察运动速率和载荷对聚四氟乙烯摩擦行为的影响 . 首先 , 考察了滑动速率对其摩擦学性能的影响 . 图 2 为不同润滑油润滑下摩擦从图2(a)可以看出: 在试验的开始阶段 , 摩擦系数曲线随频率的变化出现波动 , 随着试验的进行逐渐达到平稳状态, 而且四种润滑油的摩擦系数均随着频率的增加而下降 . 另外 , 在 10~20 Hz 试验时, 三种极性离子液体和PAO的摩擦系数较为接近 , 而在高频 30 Hz 条件下 , BMIM-DBP 、 L-P104 和 PAO 的摩擦系数达到最低 , 约为 0.03, BA-DBP 约为 0.042. 相反, 在干摩擦条件下, 摩擦系数随频率的增加持续上升, 当试验频率增至30 Hz时, 摩擦系数达到了 0.7左右. 观察图2(b)不同润滑剂润滑下的磨损体积对比柱状图可以看出, 干磨条件下的磨损量是润滑油存在时磨损量的10倍, 而离子液体润滑下的磨损体积与 PAO 试验时的磨损体积相近 . 从以上结果得出 , 当载荷一定时, 极性离子液体和非极性润滑油PAO均能适用于高速运行条件下的聚四氟乙烯润滑. 2.2.2 离子液体在恒频变载下的摩擦学性能由上述变频试验结果可看出: 在高频20~30 Hz条件下, 4种润滑油的摩擦系数较低. 因此开展了润滑油在高频(25 Hz)条件下随载荷变化的摩擦学试验. 图3 为不同润滑油润滑下的摩擦系数变化曲线与磨损体积对比柱状图. 从图3(a)可以看出, 离子液体和PAO在三种载荷下的摩擦系数为0.01~0.04, 而干摩擦条件下的摩擦系数在0.1~0.3范围内波动, 明显高于四种润滑油润滑下的摩擦系数. 三种离子液体中L-P104的摩擦系数和磨损体积最小. 磷酸酯类离子液体和PAO润滑下的磨损体积相近 , 明显低于干磨条件下的磨损量 .

基于离子液体的新型荧光制备及性能研究

基于离子液体的新型荧光制备及性能研究离子液体是一种特殊的有机盐，其独特的物化性质为其在许多领域中的应用提供了极大的可能。

近年来，离子液体在荧光材料的制备中得到了广泛应用。

由于其优异的化学稳定性、低挥发性和良好的溶解性能，离子液体可以作为荧光基质来制备高性能的荧光材料。

离子液体中的离子可以通过改变离子的种类、结构和浓度来调节荧光发光性能。

一些离子液体中的离子还具有敏感性，可以对环境参数如温度、pH值、有机物等进行响应，从而实现对环境的检测。

为了探究离子液体的荧光性能，许多研究者采用多种方法来制备离子液体复合荧光材料。

其中最常见的方法是分子印迹法和化学修饰法。

分子印迹法利用离子液体和目标分子之间的相互作用力制备印迹聚合物，该聚合物具有高选择性，可以对目标分子进行检测。

化学修饰法则是将离子液体与其他有机分子或化合物进行化学结合，从而制备出具有特殊性质的荧光材料。

通过改变反应条件和反应物比例，可以得到不同荧光性能的离子液体复合材料。

在离子液体荧光材料制备过程中，调节溶剂、温度和反应时间等参数对控制荧光性能具有重要作用。

例如，在制备荧光染料的过程中，通过增加离子液体浓度和改变反应温度可以提高荧光量子产率。

除了在制备荧光材料中的应用，离子液体还可用于荧光信号放大、生化传感和痕量化学分析等领域。

离子液体的独特物化性质使其成为一种研究热点。

综上所述，离子液体的荧光性能在离子液体荧光材料制备的过程中发挥了关键作用。

离子液体基荧光材料不仅具有良好的化学稳定性和高选择性，而且具有广泛的应用前景。

聚离子液体和mof作用

聚离子液体和mof作用聚离子液体（Polymeric Ionic Liquids，简称PILs）是一类特殊的液体材料，由聚合物主链上的离子官能团与离子液体结合而形成。

与传统的离子液体相比，PILs具有更高的稳定性、更广泛的应用领域以及更大的可调控性，因此备受研究者的关注。

在过去的几年里，PILs与金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks，简称MOFs）之间的相互作用引起了广泛的兴趣。

MOFs是一类由金属离子或金属簇与有机配体相互组装而成的多孔晶体材料，具有巨大的比表面积和可调控的孔径结构，因此在气体吸附、催化反应、分离等方面具有广阔的应用前景。

PILs与MOFs的相互作用可以发挥两者优势的互补效应，开辟了新的研究领域。

一方面，PILs可以作为MOFs的合适模板剂，通过调控PILs的结构和性质，可以有效控制MOFs的合成过程，实现对MOFs形貌和孔径结构的精确调控。

另一方面，MOFs可以作为PILs 的载体材料，通过将PILs修饰在MOFs表面，可以增强PILs的稳定性和可重复使用性，提高其在催化、吸附等方面的性能。

例如，研究人员发现，将具有阳离子官能团的PILs与具有负离子官能团的MOFs相结合，可以形成稳定的离子交替层状材料。

这种层状材料既保留了PILs和MOFs的优点，又具有优异的离子传导性能。

这使得该材料在能源存储、电化学传感器等领域具有潜在的应用价值。

PILs和MOFs的相互作用还可以用于构建新型的催化剂体系。

研究人员发现，将PILs修饰在MOFs的孔道内，可以形成高效的催化剂。

PILs通过吸附在MOFs表面的方式，提供了更多的活性位点，并可以通过调控PILs的结构和性质，实现对催化反应的精确控制。

这为绿色催化领域的发展提供了新的思路和方法。

聚离子液体和金属有机骨架材料之间的相互作用为我们提供了一种全新的材料设计和合成策略。

通过充分发挥两者的优势，可以实现对材料性能的精确调控，拓展其在能源、环境等领域的应用。

锂离子电池正极材料的改性与性能提升

锂离子电池正极材料的改性与性能提升锂离子电池作为一种常见的能源储存设备，广泛应用于电动汽车、移动通信和可穿戴设备等领域。

而电池的正极材料是决定其性能的重要因素之一。

为了提高锂离子电池的性能，研究人员们进行了许多正极材料的改性工作。

本文将探讨一些目前常用的锂离子电池正极材料改性方法及其对性能的影响。

一、氧化物改性氧化物作为锂离子电池正极材料的主要成分之一，其改性可以显著提高电池的性能。

例如，一些研究者通过掺杂一些过渡金属离子（如铁、铜、锰等）来改善材料的导电性能和稳定性。

这些过渡金属离子能够提供更多的导电路径，提高电池的充放电效率和循环稳定性。

二、导电聚合物改性导电聚合物是另一种常见的正极材料改性方法。

与传统的氧化物相比，导电聚合物具有更高的电导率和更好的机械柔韧性。

在改性过程中，研究人员经常使用聚合物复合物或者石墨烯等导电材料来改善正极材料的导电性能和机械强度。

这种改性方法在大容量和高倍率充放电性能方面表现出较好的优势。

三、离子液体改性离子液体作为一种新型的电解质，被广泛用于锂离子电池的改性中。

通过改变电解液的组成和性质，可以提高电池的能量密度和循环寿命。

另外，通过引入一些具有新型键合结构的离子液体，能够进一步改善电池的安全性和循环性能。

四、纳米尺度改性纳米材料的引入可以改变正极材料的结构和性能。

研究表明，纳米颗粒能够提供更多的反应活性位点，增加电池的容量和循环寿命。

此外，纳米材料还可以通过控制颗粒尺寸和形貌来调控电池的电荷传输和离子扩散速率。

综上所述，锂离子电池正极材料的改性是提高电池性能的关键因素之一。

在当前的研究中，氧化物改性、导电聚合物改性、离子液体改性和纳米尺度改性等方法被广泛应用。

通过这些改性手段，可以提高电池的容量、倍率性能和循环稳定性。

未来，随着材料科学的不断发展和技术的进一步创新，锂离子电池的性能将会得到更大的提升，为我们的日常生活带来更便利的能源储备方式。

聚离子液体的结构与性质研究

聚离子液体的结构与性质研究随着人类对于科学技术的不断深入研究，化学领域也变得越来越重要。

其中，液体是重要的研究对象之一。

聚离子液体作为一类特殊结构的液体，具有比传统液体更多的独特性质。

本文将分析聚离子液体的结构、性质以及应用前景。

一、聚离子液体的结构特征聚离子液体的结构是由离子和聚合物构成的。

和其他离子液体不同之处在于，聚离子液体中的离子是由等量的正负离子组成，而不是传统的包含正负离子数量不相等的离子液体。

因此，聚离子液体把体积可控的、带电聚合物的水解反应和离子液体的性质结合在一起，具有了独特的结构。

聚离子液体中，聚合物可以是单个的聚合物分子，也可以是聚合物颗粒或微胶体形式存在。

同时，聚离子液体可以通过加入小分子化合物，如某些有机酸或腐胺，进一步调控其结构。

这种结构的可控性有助于聚离子液体在纳米科技领域的应用。

二、聚离子液体的物理性质聚离子液体的物理性质通常由其结构和离子的互作用所决定。

聚合物的聚集程度可以影响聚离子液体的介电常数，进而决定电场强度和离子迁移率的大小。

此外，聚离子液体的性质还受离子交互和离子聚合的影响。

聚离子液体的独特结构使得其在液相中表现出了非常优异的性能特征。

聚离子液体的电化学稳定性通常比传统的离子液体更好，这有助于将聚离子液体应用于动力学较为复杂的电化学反应体系中。

此外，聚离子液体还具有很好的热稳定性，能够承受一定温度或压力的变化，为各种应用场合提供了基础。

三、聚离子液体的应用前景聚离子液体展现出的独特结构和性质，使得其在诸多领域都有着广泛的应用前景。

例如，在石油化学、纳米材料、生物医学和环境保护等领域，聚离子液体的应用和研究都十分活跃。

在纳米科技领域，聚离子液体已经成为一种优秀的纳米材料制备媒介。

聚离子液体的结构特征可以被用来通过控制其粒子尺寸和分布来控制新型纳米材料的形成。

此外，聚离子液体还可以在金属纳米粒子的合成过程中发挥催化剂的作用，并且可以通过表面修饰来实现纳米材料精密操控。

离子液体应用研究进展

离子液体应用研究进展一、本文概述离子液体作为一种新型的绿色溶剂和功能性材料，近年来在化学、材料科学、能源、环境等领域引起了广泛关注。

由于其独特的物理化学性质，如良好的溶解性、低挥发性、高离子导电性、高热稳定性等，离子液体在多个领域都展现出广阔的应用前景。

本文旨在综述离子液体在不同领域的应用研究进展，包括催化、电化学、分离提纯、生物质转化、能源存储与转换等方面。

通过对相关文献的梳理和评价，本文旨在为读者提供一个全面而深入的离子液体应用研究的进展报告，以期推动离子液体在更多领域的应用和发展。

二、离子液体在化学反应中的应用离子液体作为一种新型的绿色溶剂和反应介质，近年来在化学反应领域的应用受到了广泛的关注和研究。

其独特的物理化学性质，如低蒸汽压、高离子导电性、良好的热稳定性和化学稳定性，使得离子液体成为许多传统有机溶剂的理想替代品。

在有机合成领域，离子液体作为反应介质，可以有效地提高反应的选择性和产率。

例如，在Wittig反应、Diels-Alder反应以及Heck 反应等经典有机反应中，离子液体的使用不仅能够改善反应的动力学行为，还能显著提高产物的纯度。

离子液体还在电化学领域展现出巨大的应用潜力。

作为一种高效的电解质，离子液体在电化学合成、电沉积以及电池技术等方面都有广泛的应用。

其宽的电化学窗口和良好的离子导电性使得离子液体成为下一代高性能电池的理想选择。

值得一提的是，离子液体还在催化反应中发挥着重要作用。

作为一种新型的催化剂载体或反应介质，离子液体能够与催化剂之间形成协同作用，从而提高催化剂的活性和稳定性。

例如，在烃类裂解、酯化反应以及生物质转化等催化过程中，离子液体的引入都能够显著提升反应效率。

然而，尽管离子液体在化学反应中展现出众多优势，但其在实际应用中仍面临一些挑战和问题，如成本较高、合成方法复杂以及在某些反应中的性能尚不稳定等。

因此，未来在离子液体的研究中，还需要进一步探索其合成方法、优化其性能，并拓展其在更多化学反应领域的应用。

离子液体的特性及其应用

离子液体的特性及其应用康永【摘要】Ionic liquids have been extensively used as green solvents in organic synthesis, catalytic reaction,extraction and electrochemistry due to their unusual properties of negligible vapor pressure, high thermal stability,large electrochemical window, high conductivity and tunable acidity solubility. Meanwhile, ionic liquids attracted significant attention in the synthesis of special nano-materials because of their low coordination, low interface energies, low interface tensions and high ordered structure.%离子液体由于具有极低的蒸气压、较高的热稳定性和可调的溶解能力被作为一种取代传统挥发性有机溶剂的绿色介质而广泛地应用在有机合成、分离提纯领域;由于电导率高、稳定电化学窗口宽和可调的酸碱性被作为新型电解质和高效催化剂而应用于催化化学和电化学研究领域;由于其配位能力低、界面张力和界面能小以及它们易形成氢键而具有的较高有序性使它们在具有特殊形貌的纳米材料制备中既可作介质又起到模板剂的作用.因此离子液体的研究无论对科学基础理论研究还是实际应用都有极为重要的意义.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2011(040)001【总页数】5页(P42-46)【关键词】离子液体;特性;应用【作者】康永【作者单位】陕西金泰氯碱化工有限公司技术中心,陕西榆林,718100【正文语种】中文【中图分类】TQ425离子液体 (ionic liquids),又称室温离子液体(room or ambient temperature ionic liquids)或室温熔融盐,也称非水离子液体,有机离子液体等。

双离子型功能离子液体改性白炭黑／丁苯橡胶复合材料的研究

（５０８０００３）中央高校基本科研业务经费资助项目１１０９１０１７；
（０９Ｚ０７；家“ ６ ” 划项目（０９０Ｚ３）２０Ｚ００）国８３计２０ＡＡ３３８作者简介：作利（９４）男，申１８～，山东日照人，南理工大学华
牌号为ＷＬ１０比表面积为２０ｇ・ｍ－，８，０。嘉联化工有限公司产品。
１２试验配方．
ＳＲ１０白炭黑Ｂ０，ＢｍＭＳ变量。Ｍｉ１３试验设备和仪器．
４，０氧化锌
５硬脂酸，
１２巯基苯并咪唑１５硫化剂ＤＰ０４，－．，Ｃ．，
之间的界面结合很难满足实际要求。目前许多改
性方法均是改变填料表面的极性以改善填料的分散性和增强橡胶一填料的相互作用，用硅烷偶联常剂或钛酸酯偶联剂对白炭黑进行改性。
离子液体具有熔点低、挥发、解力高、不溶灵活多变的结构可设计性等特点，已经被广泛应用于制备纳米乳液、散纳米颗粒等领域［。本分６
对其填料网络、硫化特性、物理性能和微观形态进行研究。结果表明：ＭｉＢｍＭＳ的阳离子与硅一键及阴离子与硅烷氧醇之间存在氢键作用；随着ＢｍＭＳ用量的增大，Ｍｉ白炭黑／Ｂ复合材料的交联密度增大，白炭黑的分散并未明显ＳＲ但改善ＢｍＭＳ能有效增强白炭黑与ＳＲ间的相互作用，高白炭黑／ＢＭｉＢ提ＳＲ复合材料的物理性能和低温区（２～０一０ ℃ ）损耗因子，复合材料的抗湿滑性能提高。的使

适合离子液体迁移的多孔IPMC制备及表征

适合离子液体迁移的多孔IPMC制备及表征何青松;杨旭;于敏【摘要】Ionic polymer metal composite is a new kind of ionic electroactive polymer,which have a great potential in the actuation of micro-electro-mechanical system.However,the humid environment limits its further application.In this paper,the porous IPMC is fabricated using zinc oxide particulate leaching method,the channels suitable for migration of ionic liquid is generated,improving the air-operating time of IPMC.The results show that compared with the IPMC with ionic liquid as the solvent,the porous IPMC with ionic liquid exhibits 7 times higher displacement,and compared with the porous IPMC with water as solvent,the prous IPMC with ionic liquid exhibits the extremely stable output displacement and blocking force.%离子聚合物金属复合材料IPMC (Ionic Polymer Metal Composite)是一种新型的离子型电致动材料,在微机电驱动领域具有巨大的应用前景,但潮湿的工作环境限制了其广泛应用.本文通过去除添加的ZnO纳米颗粒制备多孔Nafion基底膜,构筑适合离子液体迁移的孔道,提高IPMC的离水工作时间.实验结果表明:较无孔-离子液IPMC,多孔-离子液IPMC的输出位移提高了7倍;较多孔-水IPMC,多孔-离子液IPMC表现出稳定的输出位移和输出力性能.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2017(031)003【总页数】6页(P5-9,19)【关键词】IPMC;多孔;离子液;稳定【作者】何青松;杨旭;于敏【作者单位】南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,江苏南京210016;南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,江苏南京210016;南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京210016;南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TB34IPMC（Ionic Polymer Metal Composite）是一种新型的离子型EAP （Electroactive Polymer）材料，是在离子交换聚合物薄膜的基材表面沉积铂（Pt）、金（Au）等贵金属而获得的有机-无机复合材料[1-6]，在低电压下会产生较大的变形。