石工12-11班+12093523+赵润达+无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用+27
高分子固体电解质材料研究进展论文
综述高分子固体电解质材料研究进展X赵地顺X X , 孙凤霞, 张星辰, 陈焕章, 郭子成(河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018)摘 要: 高分子固体电解质材料由于具有优良的成膜性和粘弹性等特点,近年来得到了很大的发展。
本文综述了高分子固体电解质材料的电性能、离子传导特性、提高其性能的途径及近期发展,并对其发展前景作了简要的探讨。
关键词: 高分子固体电解质材料;高分子固体电解质材料的改性;单离子导体中图分类号: O636 文献标识码: A 文章编号: 1008-9357(2000)04-0469-07高分子固体电解质,又称离子导电聚合物,是最近几年发展起来的一种新型固体电解质材料。
它始于1973年Wright 等人对聚氧乙烯(PEO)与碱金属离子络合物导电性的发现112。
高分子固体电解质材料在电子、医疗、空间技术、电致显色、光电学、传感器等方面有着广泛的应用,由于它具有质轻、成膜性好、粘弹性和稳定性均较好等优点,加上在基础研究方面的重要意义,使这一领域的研究有了迅速的发展12,32。
本文介绍高分子固体电解质材料的研究进展、尚待解决的问题及其发展前景。
1 高分子固体电解质材料高分子固体电解质材料由高分子主体物和金属盐两部分复合而成,前者含有能起配位作用的给电子基团,且基团数的多寡、是否稳定、分子链的柔性等均有重要影响。
聚醚、聚亚胺、聚酯、聚硅氧烷衍生物及含聚醚链段的聚合物和网络聚合物等先后被采用作为高分子主体物,而聚氧乙烯(PEO)是迄今络合效果最佳的高分子,研究得也最多。
X 光衍射等分析手段表明,PEO 与碱金属离子的给合具有一定化学计量关系,其基本结构为(PEO)4-MX,即氧原子与金属原子数之比为4142,研究还表明,PEO 与金属盐络合物的电导主要是非晶相高弹区的贡献15-72。
目前对高分子固体电解质材料的研究大都着眼于用作全固态锂电池的电解质材料。
为此,首先它必须有较高的离子电导率。
无机电解质的聚沉与高分子的絮凝作用
中国石油大学化学原理（Ⅱ）实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用一、实验目的1．掌握溶胶的聚沉原理与方法；2．验证电解质聚沉的符号和价数法制；3．了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。
二、实验原理1．胶体中加入反离子后，由于静电斥力作用使部分反离子进入到吸附层内，压缩扩散双电层的厚度使ξ电位下降斥力下降，从而使颗粒变大发生聚沉失去稳定性，当所加电解质的浓度相同时，随着反离子价数的增加聚沉能力增强聚沉值减小，符合叔采—哈迪规则：M+:M+2:M+3=(25~150):(0.5~2):(0.01~0.1)2．电性中和及高价反离子作用两种具有相反电荷的溶胶相互混合也能产生聚沉，这种现象称为相互聚沉现象。
通常认为有两种作用机理。
（1）电荷相反的两种胶粒电性中和；（2）一种溶胶是具有相反电荷溶胶的高价反离子。
3．高分子的絮凝作用敏化作用：当高分子浓度小于临界浓度护胶作用：当高分子浓度大于临界浓度三、仪器与药品1．仪器722型分光光度计，100ml锥形瓶6个，试管架一个，秒表，10ml移液管1支，吸尔球，大、小吸管各3支，20ml试管6支，50ml、100ml烧杯各1个，玻璃搅拌棒2根。
2．药品粘土溶胶，氢氧化铁溶胶，2molL-1KCl溶液，0.01molL-1K2SO4溶液，0.001molL-1K3C6H5O7H2O溶液，0.02%HPAM溶液。
四、实验步骤1 .电解质对溶胶的聚沉作用溶胶。
在 3 个清洁、干燥的100mL锥形瓶内，用移液管各加入 10mL Fe(OH)3然后用微量滴定管分别滴入表 1 所列各种电解质溶液，每加入一滴要充分振荡，至少一分钟内溶胶不会出现浑浊才可以加入第二滴电解质溶液。
记录刚刚产生浑浊时电解质的溶液的体积，并列于表1。
2.粘土溶胶和氢氧化铁溶胶的相互聚沉作用取 6 支干燥试管，在每支试管中按表2用量加入 Fe(OH)溶胶。
电解质的聚沉与高分子的絮凝
中国石油大学化学原理二实验报告实验日期：2014.10.29 成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用一.实验目的1.掌握溶胶的聚沉原理与方法；2.验证电解质聚沉的符号和价数法则；3.了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。
二.实验原理1.无机电解质的聚沉作用溶胶由于失去聚结稳定性进而失去动力稳定性的整个过程叫聚沉。
电解质可以使溶胶发生聚沉。
原因是电解质能使溶胶的§电势下降，且电解质的浓度越高§电势下降幅度越大。
当§电势下降至某一数值时，溶胶就会失去聚结稳定性，进而发生聚沉。
不同电解质对溶胶有不同的聚沉能力，常用聚沉值来表示。
聚沉值是指一定时间内，能使溶胶发生明显聚沉的电解质的最低浓度。
聚沉值越大，电解质对溶胶的聚沉能力越小。
聚沉值的大小与电解质中与溶胶所带电荷符号相反的离子的价数有关。
这种相反符号离子的价数越高，电解质的聚沉能力越大。
叔采－哈迪(SchlZe--Hardy)分别研究了电解质对不同溶胶的聚沉值，并归纳得出了聚沉离子的价数与聚沉值的关系：M+:M+2:M+3＝（25～150）：（0.5～2）：（0.01～0.1）这个规律称为叔采－哈迪规则。
2.相互聚沉现象两种具有相反电荷的溶胶相互混合也能产生聚沉，这种现象称为相互聚沉现象。
通常认为有两种作用机理。
（1）电荷相反的两种胶粒电性中和；（2）一种溶胶是具有相反电荷溶胶的高价反离子。
3.高分子的絮凝作用当高分子的浓度很低时，高分子主要表现为对溶胶的絮凝作用。
絮凝作用是由于高分子对溶胶胶粒的“桥联”作用产生的。
“桥联”理论认为：在高分子浓度很低时，高分子的链可以同时吸附在几个胶体粒子上，通过“架桥”的方式将几个胶粒连在一起，由于高分子链段的旋转和振动，将胶体粒子聚集在一起而产生沉降。
三.仪器和药品1.仪器722 分光光度计，100mL 锥形瓶3 个，10mL 微量滴定管3 支，10mL 移液管1支，20mL 具塞试管 6 支，50mL 具塞量筒 3 个，胶头滴管，吸耳球，秒表等。
第三章聚电解质及其溶液性质-浙江大学高分子科学与工程学系
统计热力学理论：
三十年代发展起来，以瑞士 Kuhn 和美国 P.J.Flory为 代表，该理论是以统计和统计物理理论为基础。
标度理论：
从六十年代开始，七十年代末形成，由法国P.G.deGennes 和英国 Edwards 创造的 “Scaling Concepts in Polymer Physics” (1979)，该理论则以固体物理理论为 基础。
23
(1) 临界交叠浓度低
24
6
（2）聚电解质溶液有散射峰出现，散射强度与浓度 的 c1/2成正比
（3）与中性高分子相比，聚电解质溶液的临界浓度 到缠结浓度之间的范围非常宽
10 3 Ce / C * 10 4
25
26
（4）聚电解质溶液的渗透压比中性高分子高几个 数量级
聚电解质溶液的渗透压 ①不电离的大分子溶液
本章内容
第三章 聚电解质及其溶液性质
联系方式：.2 聚电解质概述 3.3 聚电解质特点 3.4 聚电解质溶液理论 3.5 聚电解质应用
de Gennes,P.-G Scaling
1
2
本章内容
3.1 溶液性质－新知识 3.2 聚电解质概述 3.3 聚电解质特点 3.4 聚电解质溶液理论 3.5 聚电解质应用
油漆
稀溶液 发生交叠 亚浓溶液
c<c*
c=c*
c>c*
溶液相转化多孔膜
热致相转化 TIPS(PP、 PVDF)
凝胶和冻胶
孤立的高分子线团逐渐靠近成为线团堆积时的浓度 9
10
本章内容
3.1 溶液性质－新知识 3.2 聚电解质概述 3.3 聚电解质特点 3.4 聚电解质溶液理论 3.5 聚电解质应用
电解质聚沉
1什么是电解质聚沉
电解质聚沉是一种处理清洁水的过程，它使用化学方法吸附溶液中的离子，使其凝结在同一体积体中。
聚沉中的离子在电解质聚沉过程中互相结合，形成更大的颗粒，随后被固定在同一体积体中，从而除去杂质。
2电解质聚沉的工作原理
电解质聚沉的工作原理是利用一定的磁场将溶液中的离子吸附在聚沉剂上，形成质点。
此外，也可以利用电解质溶液的pH值和能力来吸附和凝结溶液中的离子。
溶液中离子的正负电荷会使彼此的离子间电势相互吸引，从而电解质聚沉的导电特性能够起作用。
3电解质聚沉的优点
1.电解质聚沉具有很大的颗粒效率，能够达到很高的生产净度要求；
2.聚沉过程可以有效地降低能耗，并且是一种无污染的处理过程；
3.通常采用检测装置来检测分析聚沉剂中的多种离子，可以控制聚沉对溶质的稳定性；
4.不需要特殊的监测设施，可以比较容易地操作。
4电解质聚沉的应用领域
电解质聚沉技术是一种广泛应用的技术，主要在工业用水处理，饮用水处理，废水治理，轻重两用水，井水处理，湖泊提取，河流增氧，环境空气过滤等环境污水处理中得到广泛应用。
此外，电解质聚沉还能应用于有机液体提纯，材料分离提纯，金属盐和酸碱洗涤等。
无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用
中国石油大学无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用一实验目的1 掌握溶胶的聚沉原理与方法2 验证电解质聚沉符号与价数法则3 了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用二实验原理1 无机电解质的聚沉作用溶胶因为失去聚结稳定性而失去动力稳定性的过程叫聚沉。
电解质可以使溶胶产生聚沉。
聚沉值是一定时间内使溶胶产生聚沉的电解质的最小浓度。
聚沉值越小其聚沉效果就越好。
叔本哈迪分别研究了电解质对不同溶胶的聚沉值，并归纳得出聚沉离子的价数与聚沉值的关系：M+：M2+:M3+=(25~150):(0.5~2):(0..01~0.1)2相互聚沉现象两种具有相反电荷的溶胶相互混合也能产生聚沉，这种现象称为相互聚沉现象。
通常认为有两种作用机理。
（1）电荷相反的两种胶粒电性中和；（2）一种溶胶是具有相反电荷溶胶的高价反离子。
3.高分子的絮凝作用当高分子的浓度很低时，高分子主要表现为对溶胶的絮凝作用。
絮凝作用是由于高分子对溶胶胶粒的“桥联”作用产生的。
“桥联”理论认为：在高分子浓度很低时，高分子的链可以同时吸附在几个胶体粒子上，通过“架桥”的方式将几个胶粒连在一起，由于高分子链段的旋转和振动，将胶体粒子聚集在一起而产生沉降。
三．实验仪器和药品1.仪器722 分光光度计，100mL 锥形瓶 6 个，10mL 微量滴定管 3 支，5mL、10mL 移液管各 2 支，10mL 试管 6 支，20mL 试管 4 支，50mL 具塞量筒 10 个，50mL、100mL 烧杯各 1 个。
2.药品0.01mol/L KCL，0.001mol/L K2SO4，0.001mol/L K3(COO)3C3H4OH，Fe(OH)3 溶胶，粘土溶胶。
四．实验步骤1 .电解质对溶胶的聚沉作用在 3 个清洁、干燥的 100mL 锥形瓶内，用移液管各加入 10mL Fe(OH)3 溶胶。
第三章高分子电解质1ppt课件
其溶液行为与阴离子或阳离子聚电解质相似。 在等电点附近，带相反电荷的链节间形成内盐 键，分子链发生收缩，高分子的形态和性质会 发生很大变化。
1.两性高分子的溶解性
等电点时，两性高分子分子链上同时 有正负电荷存在，如果它们有机会接 触并形成盐键，则会导致高分子溶解 性下降。
第三章 高分子电解质
（ polyelectrolytes）
高分子电解质(或聚电解质 polyelectrolytes)是指在高分子链上带 有可离子化基团的物质。
特性: 高分子电解质溶解于介电常数很大的溶剂，如在水中时， 就会发生离解，放出许多低分子离子，高分子本身则成为留下 若干离解位而带有与低分子离子相反电荷的聚离子。
聚4-乙烯吡啶正丁基溴季铵盐 聚丙烯酸钠
两性高分子电解质 (plyampholytes)
正、负电荷基团处于同一侧链上， 内盐聚合物或高分子胺内酯 (polymeric betains)；
正、负电荷基团处于不同侧链上 (强酸强碱型、强酸弱碱型、弱酸 强碱型和弱酸弱碱型)
3按结构分类
主链上带离子基团的高分子电解质 侧基上带离子基团呈梳状分布的高分于电解质 中性单体与离子单体的共聚物
• 也可通过高分于化学反应法制备，例如：聚乙烯基 吡啶和环丁磺酸酯反应制备内盐聚合物。
笫三节 高分子电解质的性质
一、高分子电解质的基本性质 二、两性高分子电解质 三、聚电解质复合物 四、两亲聚电解质
一、高分子电解质的基本性质
1. 高分子电解质的离解平衡 2. 高分子电解质溶液的粘度 3. 高分子电解质溶液的渗透压 4. 高分子电解质的溶解性 5. 高分子电解质的化学性质
聚电解质简介
性质与功能
物理性质
• 絮凝性 聚电解质是有效的高分子絮凝剂，能破坏 胶体粒子在水中的稳定性，促使其碰撞， 聚集成大粒子，从而加速沉降。 可归结于两个作用 带电的部位起的中和电荷，吸附细小胶粒 作用 通过高分子长链把许多细小颗粒吸附后， 缠结在一起的架桥作用
合成聚电解质
聚丙烯酰胺 聚丙烯酸 聚马来酸酐 聚偏磷酸 聚氧化乙烯 聚乙烯吡咯烷酮
（聚丙烯酸钠） 阴离子聚电解质 （聚二甲基二烯 丙基氯化铵） 两性电解质 （丙烯酸-乙烯基 吡啶共聚物）
• 按聚合物分子量大小分类 超高分子量 高分子量 低分子量 • 按聚电解质主链的结构分类
聚电解质离解度对高 分子链的构型有显著 的影响。一般来说， 随着离解度的增大， 离解基团间的静电斥 力加大，高分子链的 构型会由卷曲态逐渐 向伸展态过度，这种 构型的变化可以通过 其PKapp~a曲线或水 力学半径来预测。
聚电解质溶液的 粘度
聚电解质溶液的粘度行为不同 于一般的非电解质高分子溶液 的粘度行为而显示特有的浓度 依赖性。聚电解质溶液的比浓 粘度不与浓度成线性关系。
• 成膜性和粘结性
化学性质
• 羧基反应
1.中和反应 2.酯化反应
3.络合反应 4.脱水反应 分子内反应
分子间反应
• 羟基反应
1.醚化反应
2.酯化反应
3.缩醛反应
• 酰胺基反应
1.水解反应
2.羟甲基化反应
3.Mannich反应 将羟甲基聚丙烯酰胺和二 甲胺反应，或将聚丙烯酰 胺和二甲胺、甲醛反应可 生成二甲氨基N-甲基聚丙 烯酰胺聚合物
p i
p ：高分子本身的渗透压 渗透i ：压因离子分配不均匀所引起的
安徽省怀远县包集中学高中化学 电解质教案 鲁科版必修
安徽省怀远县包集中学高中化学电解质教案鲁科版必修一、教学目标1. 让学生理解电解质的概念，掌握电解质的判断方法。
2. 让学生了解电解质的电离过程，理解电离度的概念。
3. 让学生掌握电解质的导电性质，了解影响电解质导电性的因素。
4. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学探究能力。
二、教学内容1. 电解质的概念与判断方法2. 电解质的电离过程及电离度3. 电解质的导电性质及影响因素4. 实验：电解质导电性的探究三、教学重点与难点1. 电解质的概念与判断方法2. 电解质的电离过程及电离度的理解3. 电解质的导电性质及影响因素四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究电解质的概念与性质。
2. 利用实验教学法，培养学生的实验操作能力和科学探究能力。
3. 采用小组讨论法，提高学生的合作能力和交流能力。
五、教学过程1. 导入新课：通过生活中的实例，引导学生思考电解质的概念。
2. 讲解电解质的概念与判断方法：引导学生掌握电解质的定义，学会判断电解质与非电解质。
3. 讲解电解质的电离过程及电离度：分析电解质电离的原理，引导学生理解电离度的概念。
4. 讲解电解质的导电性质及影响因素：让学生了解电解质导电的原理，分析影响电解质导电性的因素。
5. 实验探究：组织学生进行电解质导电性的实验，引导学生观察实验现象，分析实验结果。
6. 总结与评价：对本节课的内容进行总结，对学生进行评价，发现问题并及时给予指导。
教学反思：本节课通过问题驱动法和实验教学法，引导学生掌握了电解质的概念、性质和导电性。
在教学过程中，注意调动学生的积极性，培养学生的实验操作能力和科学探究能力。
但学生在理解电解质的电离度和导电性方面仍存在一定的困难，需要在今后的教学中加强引导和解释。
六、教学拓展1. 介绍电解质与非电解质在生活中的应用，如食品工业、制药工业等。
2. 引导学生思考电解质导电性与电池、电容器等电子元件的关系。
七、课堂练习八、作业布置1. 复习电解质的概念、性质和导电性，整理笔记。
新型高分子电解质的合成和应用
新型高分子电解质的合成和应用随着新能源汽车等领域的快速发展，锂离子电池成为其中重要的能量储存元件。
而电解质是锂离子电池中的关键组成部分，它直接影响电池的性能和稳定性。
传统的有机电解质由于存在燃烧性和腐蚀性等问题，阻碍了锂离子电池的安全和可靠性，因此新型无机/有机混合电解质的研究备受关注。
1. 新型高分子电解质的合成新型高分子电解质具有优异的化学稳定性、导电性和机械性能，已被广泛应用于锂离子电池、太阳能电池等领域。
其主要含有离子交换基团，能够与锂离子、钠离子等形成络合物，从而促进离子迁移。
高分子电解质主要分为纯有机电解质和有机/无机混合电解质两类。
（1）纯有机电解质合成在纯有机电解质的合成中，主要的合成路线有以下几种：首先是以碳酸二甲基酯（DMC）和丙烯腈（AN）为单体，采用自由基聚合方法制得共聚物电解质。
其次是通过芳香烃环（如苯环）和硫醇或其他含硫单体进行开环聚合。
第三种方法是以卤代烃、氟代烃等为溶剂，以原子转移自由基聚合方法进行高分子电解质制备。
（2）有机/无机混合电解质合成有机/无机混合电解质比纯有机电解质具有更好的热稳定性、可溶性和电导率。
与纯有机电解质不同，有机/无机混合电解质主要是通过化学反应将有机基团和无机基团结合而成。
常用的有机/无机混合电解质材料包括聚合物陶瓷复合材料、无机填充聚合物和离子凝胶材料等。
2. 新型高分子电解质的应用新型高分子电解质因其优异的性能，在各种领域中得到了广泛的应用。
（1）锂离子电池新型高分子电解质在锂离子电池中的应用受到了广泛的关注。
电池使用时，高分子电解质与正极和负极相隔离，同时又承担了离子传输的任务。
高分子电解质可大幅提升电池能量密度、循环寿命和安全性能等。
（2）太阳能电池太阳能电池作为一种新型的清洁能源，其组成部分的性能也越来越有讲究。
在太阳能电池中，新型高分子电解质能够促进光电转化效率，提升电池的光电转换效率和稳定性。
（3）其他应用领域新型高分子电解质还可广泛应用于光电材料、化学传感器和生物医学领域等。
纤维电荷对阳离子聚电解质吸附性能的影响
纤维电荷对阳离子聚电解质吸附性能的影响崔辉;何北海;赵光磊【摘要】以DQP漂白竹浆和麦草浆为原料,以CPAM作为阳离子聚电解质的模型物,以聚电解质滴定技术为研究方法,在测量纤维表面电荷和聚合物电荷密度的基础上,研究CPAM在纤维表面上的吸附量与纤维表面电荷特性的关系.结果发现,在纤维表面电荷一定的情况下聚电解质达到饱和吸附时的吸附量与纤维的表面电荷有很好的对应关系.%It was recognized widely thai the fibre charges play an important role in papetmaking, which affect wet-end flocculation, dewatering , sizing as well as the properties of final products . The total charges contribute to cell wall swelling and fibers bonding. Surface charges affect the adsorption of chemical additivesfe. G. Retention aids and strength aids) on fibre. In this paper. III,)!' bleached wheat and bamboo pulps was used as material, CPAM was used as cation polyelectrolyte, the relation between fiber charges and the adsorption of CPAM on the fibers was studied by polyelectrolyte titration. The results indicated that there is a good relativity between fiber charges and the saturated adsorption amount of CPAM when fiber charges are constant.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2011(030)010【总页数】4页(P7-10)【关键词】聚电解质滴定;纤维表面电荷;阳离子聚丙烯酰胺;吸附曲线;静电排斥力【作者】崔辉;何北海;赵光磊【作者单位】华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东,广州,510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东,广州,510640;华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心,广东,广州,510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TS71+4纸浆纤维上的羧基含量对纸的抄造过程和最终成纸的性能有很大的影响。
聚电解质PPT
的胶囊，对挥发性气体，例如芳香烃进行吸附。由于选择性可通过膜材料的
性质改变，所以这种材料可能在气敏或者过滤器方面有应用，由于碳材料在
水中稳定，所以在污水处理方面也可能会用到。
聚电解质在造纸中的应用
Tankertanker Design
• 聚电解质絮凝剂是其目前主要的用途之一，广泛用于 矿泥沉降、造纸、土壤结构改良、污水处理等方面
聚电解质的层-层自组装及其应用
Tankertanker Design
• 2.微光电器件
静电组装易于实现自动化，成膜物质性质多变及构筑膜性能可控等特点， 适合于构建性能优良的光学和光电器件，建造性能稳定的光学及光电器件
• 3.纳米图案化表面
表面图案化是指在至少一维方向上生成纳米级的规则表面结构。例如，改 性的聚苯乙烯(Ps)微球表面进行组装了聚苯胺/聚电解质（PANI/PE）多层膜， 然后将PS内核移去，得到在二维范围内高度有序的蜂巢状结构
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• 存在的问题
• 造纸的纸料组分中除纤维，填料与助剂外存在的溶解性和 胶体性物质等阴离子杂质，属于干扰物质，它对纸机运转、 助剂效能、纸页质量都有不利影响
• 阴离子干扰物的危害：
• 消耗或使阳离子助剂失效； • 与其他物质或自身形成附聚物或配合物从水溶液中沉积出
聚电解质材料的应用
高分子物理与化学 2014.4.18
Outline
聚电解质的基本特性 聚电解质的层-层自组装及其应用 聚电解质在造纸中的应用 聚电解质在粉体表面处理的应用 聚电解质在超强吸水方面的应用
Tankertanker Design
聚电解质的基本特性
Tankertanker Design
高分子电解质的制备及应用
高分子电解质的制备及应用高分子电解质是一种新型的电解质材料，具有优异的导电性能和高的化学稳定性，广泛应用于锂离子电池、燃料电池和超级电容器等电化学器件中。
本文将从高分子电解质的制备方法、基本性能和应用领域等方面进行探讨。
一、高分子电解质的制备方法高分子电解质的制备方法主要有两种，即聚合方法和交联方法。
其中，聚合方法是将单体直接聚合成高分子电解质，而交联方法则是在已有高分子材料中引入交联结构，增强其力学强度和离子导电能力。
1. 聚合方法聚合方法是目前最常见的高分子电解质制备方法之一。
一般来说，聚合方法包括原位聚合和后接聚合两种。
原位聚合是指在溶剂中直接聚合单体，形成高分子电解质。
这种方法适用于具有活性基团的单体，例如甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸甲酯（EMA）等。
在聚合过程中，一般需要引入交联剂，以增加高分子电解质的力学强度。
后接聚合是在已有的高分子材料上进行单体聚合。
这种方法通常采用交叉聚合技术，即先将高分子材料表面引入活性基团，再在表面进行单体聚合。
这种方法可以避免单体溶液对高分子材料本身的腐蚀性，有助于保持高分子电解质本身的优异性能。
2. 交联方法交联方法是在已有高分子材料中引入交联结构，增强其力学强度和离子导电能力。
常用的交联方法包括光交联、化学交联和热交联。
光交联是利用光敏剂在光照下引起单体聚合，形成交联结构。
这种方法需要光源和光敏剂的参与，但可以避免化学交联过程中可能产生的副反应，有利于保持高分子电解质的优异性能。
化学交联是利用交联剂，在高分子材料中形成交联结构。
这种方法通常需要使用有机溶剂，有可能会对高分子电解质的化学稳定性产生影响。
因此，在使用此方法时需加强注重选择适当的交联剂和溶剂。
热交联是利用高温下交联剂与高分子材料的反应，形成交联结构。
这种方法对高分子电解质的热稳定性有较高的要求，并且容易产生分解物。
因此，在使用此方法时需要选择适当的交联剂和热稳定性较高的材料。
二、高分子电解质的基本性能高分子电解质具有优异的导电性能、高的化学稳定性和较好的机械强度，这些性能为其在电化学器件中的应用提供了坚实的基础。
_聚电解质的定义与性质
3.分散性
聚电解质的分子中都含有亲水和疏水基团， 因此很多水溶性聚合物具有表面活性，可以降低 表面张力，有助于水对固体的浸润。
4.增稠性
聚电解质有使其他的水溶液和水分散体系粘 度增大的作用。
化学性质
• 羧基反应 1.中和反应 2.酯化反应
：
3.络合反应 4.脱水反应 又分为 分子内反应 和分子外 反应
• 羟基反应
1.醚化反应
2.酯化反应
3.缩醛反应
• 酰胺基反应
1.水解反应： 2.羟甲基化反应： 3磺甲基化反应 4.霍夫曼降解反应：
5.交联反应
聚电解质的应用
聚电解质可用作食品、 化妆品、药物和涂料的 增稠剂、分散剂、絮凝 剂、乳化剂、悬浮稳定 剂、胶粘剂，皮革和纺 织品的整理剂，土壤改 良剂，油井钻探用泥浆 稳定剂，纸张增强剂， 织物抗静电剂。
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聚电解质的定义 与性质
1
目 录
聚电解质的定义
聚电解质的分类 聚电解质的性质 聚电解质的应用
聚电解质的定义 • 聚电解质(polymer elec-trolyte)
聚电解质也称高分子电解质，是一类线型
或支化的合成的分类
按电离的基团
聚酸类
聚碱类
两性电解质
聚丙烯酸 聚甲基丙烯酸
聚乙烯胺 聚乙烯吡啶
氨基酸 天然核酸
聚电解质的性质
物理性质 1.絮凝性 ：
的
聚电解质能破坏胶体粒子在水中 的稳定性，促使其碰撞，聚集成大粒子，从而加 速沉降。
2.电离性：聚电解质能在水
溶液中电离成高分子离子和多个低分子离子。聚 电解质的一些重要特性如链伸展度，粘度，渗透 压，溶解度等都与它们的电离程度有关。
功能高分子材料复习资料——赵文元版
1.功能高分子材料是指那些既具有普通高分子特性，同时又表现出特殊物理化学性质的高分子材料。
2.在功能高分子材料中表现较为突出的有以下几种高分子效应（1）溶解度下降效应（2）高分子骨架的机械支撑作用（3）高分子骨架的模板效应（4）高分子骨架的稳定作用（5）高分子骨架在功能高分子材料中还有其他作用，如应用在食品添加剂中3.功能型小分子材料的高分子策略（1）通过功能型可聚合单体的聚合法（2）聚合包埋法普通高分子材料的功能化策略（1）高分子材料的化学改性功能化法——在聚合物骨架上引入活性功能基（2）聚合物功能化的物理方法——通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合其他制备策略（1）功能高分子材料的多功能复合——将两种以上的功能高分子材料以方式结合（2）在同一分子中引入多种功能基4.反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂两大类5.小分子试剂经过高分子化，在聚合物骨架上引入反应活性基团，得到的具有化学试剂功能的高分子化合物称为高分子化学反应试剂6.通过聚合、接枝等方法将小分子催化剂高分子化，使具有催化活性的化学结构与高分子骨架相结合，得到的具有催化活性的高分子材料称为高分子反应催化剂7.高分子反应试剂最重要的特征是（1）可以简化分离过程（2）高分子试剂可以回收，经再生重新使用8.固相合成用的高分子试剂必须具备以下两种结构：即对有机合成反应起担载作用，在反应体系中不溶解的载体和起连接反应性小分子和高分子载体，并能够用适当化学方法断键的连接结构两部分对这两部分具体要求9.载体（1）要求载体在反应体系中不溶解，保证反应在固相上进行（2）要求载体具有高比表面积或者在溶剂中有一定溶胀性（3）要求载体能高度功能化，其功能基在载体中的分布尽可能均匀（4）要求载体可以用相对简单的方法再生重复使用10.连接结构首先能够与参与反应的小分子发生化学反应，并在两者间生成具有一定稳定性要求的化学键，保证在随后反应中该键不断裂。
高分子电解质材料的研究与应用
高分子电解质材料的研究与应用电解质是指在溶液中发生电离并能导电的化合物，电解质溶液导电能力与电解质的浓度成正比，这种特性可以被应用于制造电池和超级电容器等能量存储设备。
而高分子电解质材料又是近年来备受研究的领域。
本文将探讨高分子电解质材料的研究、应用及未来发展。
一、高分子电解质材料的研究高分子电解质材料的研究始于20世纪70年代，最初被应用于锂电池中，与传统液体电解质相比，高分子电解质具有更低的挥发性和更高的电化学稳定性。
从那时起，高分子电解质材料的研究得到了不断的发展，其中最受关注的领域是聚合物电解质和固态电解质。
聚合物电解质是使用与传统高分子材料相似的聚合物合成而成的电解质。
与液态电解质相比，聚合物电解质具有更高的电导率、更高的稳定性和更低的燃点。
其中最著名的聚合物电解质材料是聚合物锂离子电池。
该类型电池具有高能量密度、长寿命和低自放电等特点，在家电领域和新能源汽车领域有广泛的应用。
固态电解质则是指由多种材料组成的非液态电解质材料，通常包括一些无机或有机硬质材料，如氟化物、硼酸盐和聚合物等。
固态电解质也具有低燃点、高稳定性和增强的安全性等优点，对于应用于高能电池中，能够避免安全问题。
但固态电解质的制备技术较为复杂，成本较高，目前仅应用于军事领域。
二、高分子电解质材料的应用高分子电解质材料具有多种应用，其中最广泛的是电化学储能领域。
由于其高效能量存储能力、稳定性和安全性，高分子电解质材料已经在汽车、军事、家电和通讯等领域有着广泛的应用。
在新能源汽车领域，高分子电解质材料被应用于锂离子电池中。
高分子电解质材料的稳定性和安全性，有利于提高电池的运行效率和使用寿命。
同时，高分子电解质材料在电池削减大小、增加能量密度、提高电极反应速度等方面发挥了重要的作用。
在通讯方面，高分子电解质材料被广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品中，提供了能量储存和传输的能力。
高分子电解质材料的高效能量转换和长寿命，保证了电子设备的持久使用。
高分子合成工艺学赵蕴慧老师部分
第一章绪论说明高分子合成材料的生产过程(1)原料准备与精制过程(2)催化剂(引发剂)配制过程(3)聚合反应过程(4)分离过程(5)聚合物后处理过程(6)回收过程此外，三废处理和公用工程如供电、供气、供水等设备第二章石油化工原料路线，裂解制备烯烃芳烃等石油化工包括开采、炼制、裂解等步骤石油裂解生产烯烃：原料：主要是液态油品和裂解副产物乙烷，C4馏分等，并含有乙烷、丙烷、丁烷的可液化天然气等。
装置：大规模装置多数是管式裂解炉。
为避免裂解管内结焦，须采用沸点较低的油品。
过程：液态烃在水蒸汽存在下，于750~820℃高温热裂解为低级烯烃、二烯烃。
另外还包括精制过程分离过程等等。
产品：产品成分复杂，包括氢、甲烷、乙炔、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、裂解汽油等。
主要产品：乙烯，收率25~26%；丙烯，收率16~18%；C4馏分，收率11~12%。
石油裂解生产芳烃:原料：用全馏程石脑油(沸点＜220℃的直馏汽油)于管式炉中，820℃下裂解生产芳烃。
过程：在催化剂的作用下，包括以下四种主要反应：①环烷烃脱氢；②烷烃脱氢环化；③异构化；④加氢裂化。
产品：苯、甲苯、二甲苯等芳烃,混合芳烃收率为石脑油总量30~33％由C4馏分制取丁二烯:途径：(1) 由裂解气分离得到的C4馏分中抽取丁二烯;(2) 用炼厂气或轻柴油裂解气C4馏分分离出来的丁烯为原料进行氧化脱氢制取丁二烯。
还包括萃取精馏等过程第三章自由基聚合工艺基础1. 自由基聚合所用引发剂有哪些类型，说明各自特点。
有机过氧化物:过氧化物类引发剂具有氧化性，易使(甲基)丙烯酸酯类单体氧化而变色。
过氧化类引发剂易燃易爆，贮存和使用时的安全要求较高偶氮化合物对产品色泽要求较高时，应使用偶氮类引发剂。
偶氮类引发剂的毒性较大，作为医用材料时不易采用。
氧化-还原引发体系：适用于低温反应体系，在低温下引发效率仍然较高。
2：均相与非均相悬浮聚合中粒子形态的区别及形成过程，悬浮聚合的流程及后处理方法？均相聚合，产物为透明圆球状颗粒非均相聚合生成颗粒不规则、不透明流程：反应组分的准备，聚合，过滤水洗，干燥，包装是，成品后处理：（1）. 回收未反应单体：气态单体减压即可；常压下液态单体则较长时间加热；单体也可与水共沸脱出。
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中国石油大学实验报告
实验日期：2013.11.8 成绩：
班级：12-11 班学号：12093523 姓名：赵润达教师：
同组者：王景乐、白冰
无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用
一．实验目的
1.掌握溶胶的聚沉原理与方法；
2.验证电解质聚沉的符号和价数法则；
3.了解水溶性高分子对溶胶的絮凝作用。
二．实验原理
1.无机电解质的聚沉作用溶胶由于失去聚结稳定性进而失去动力稳定性的整个过程叫聚沉。
电解质可以使溶胶发生聚沉。
原因是电解质能使溶胶的§电势下降，且电解质的浓度越高§电势下降幅度越大。
当§电势下降至某一数值时，溶胶就会失去聚结稳定性，进而发生聚沉。
不同电解质对溶胶有不同的聚沉能力，常用聚沉值来表示。
聚沉值是指一定时间内，能使溶胶发生明显聚沉的电解质的最低浓度。
聚沉值越大，电解质对溶胶的聚沉能力越小。
聚沉值的大小与电解质中与溶胶所带电荷符号相反的离子的价数有关。
这种相反符号离子的价数越高，电解质的聚沉能力越大。
叔采－哈迪(SchlZe--Hardy)分别研究了电解质对不同溶胶的聚沉值，并归纳得出了聚沉离子的价数与聚沉值的关系：
M+:M+2:M+3＝（25～150）：（0.5～2）：（0.01～0.1）
这个规律称为叔采－哈迪规则。
2.相互聚沉现象
两种具有相反电荷的溶胶相互混合也能产生聚沉，这种现象称为相互聚沉现象。
通常认为有两种作用机理。
（1）电荷相反的两种胶粒电性中和；
（2）一种溶胶是具有相反电荷溶胶的高价反离子。
3.高分子的絮凝作用
当高分子的浓度很低时，高分子主要表现为对溶胶的絮凝作用。
絮凝作用是由于高分子对溶胶胶粒的“桥联”作用产生的。
“桥联”理论认为：在高分子浓度很低时，高分子的链可以同时吸附在几个胶体粒子上，通过“架桥”的方式将几个胶粒连在一起，由于高分子链段的旋转和振动，将胶体粒子聚集在一起而产生沉降。
三．实验仪器和药品
1.仪器
722 分光光度计，20mL具塞试管6支，100mL 锥形瓶 3 个，50mL具塞量筒3个，10mL移液管一只，胶头滴管，吸耳球，秒表等。
2.药品
0.01mol/L KCL，0.001mol/L K2SO4，0.001mol/L K3(COO)3C3H4OH，0.025%部分水解聚丙烯氨溶液，Fe(OH)3 溶胶，粘土溶胶。
四．实验步骤
1 .电解质对溶胶的聚沉作用
在 3 个清洁、干燥的 100mL 锥形瓶内，用移液管各加入 10mL Fe(OH)3 溶胶。
然后用微量滴定管分别滴入表 10－1 所列各种电解质溶液，每加入一滴要充分振荡，至少一分钟内溶胶不会出现浑浊才可以加入第二滴电解质溶液。
记录刚刚产生浑浊时电解质的溶液的体积，并列于表 4-1。
4-1 不同电解质对溶胶的聚沉作用记录
Fe(OH)3 溶胶
电解质电解质溶液浓度
（mol/L）
所用电解质溶液体积
（mL）
KCL
K2SO4
K3(COO)3C3H4OH
2.粘土溶胶和氢氧化铁溶胶的相互聚沉作用
取 6 支干燥试管，在每支试管中按表 10－2 用量加入 Fe(OH)3 溶胶。
然后在所有试
管中加入粘土溶胶，使每支试管内的溶胶总体积为 6mL。
摇动每支试管，
静止 2 小时，记下每支试管中的聚沉现象。
表4-2 Fe(OH)3与粘土溶胶的相互聚沉作用记录表
试管编号123456
Fe(OH)3 溶胶0.10.5135 5.5
粘土溶胶 5.9 5.55310.5
聚沉现象
3.高分子的絮凝作用
取 10 个 50mL 内径相近的具塞量筒，用移液管分别加入 20mL 粘土溶胶，按下表分别加入分子量为 2×106 的 0.02％的部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）溶液，再加水到 50mL，来回翻到 20 次，静止 1 小时，在液面下 2cm 处吸取 5mL 溶液，用 722 分光光度计（用法见附录八），在波长 420nm 下，以蒸馏水为空白测其光密度，将各数据填入表 4-3。
表 4-3 HPAM 对粘土溶胶的絮凝作用记录表
粘土溶胶30ml 30ml 30ml
PHP加量2滴10滴40滴
分层情况
本实验中所加 HPAM 的体积是不固定的，仅供参考。
因为高分子的最佳絮凝浓度，随所用 HPAM 的分子量、水解度及溶胶浓度和制备条件而变化。
所以 HPAM 的加量可根据实际情况作适当变动。
五．实验处理
1.实验现象和数据记录
表4-1 不同电解质对溶胶的聚沉作用记录
表 4-2
Fe(OH)3与粘土溶胶的相互聚沉作用记录表
试管编号 1 2 3 4 5 6 Fe(OH)3 溶胶
（ml ） 0.1 0.5 1 3 5 5.5 粘土溶胶(ml)
5.9
5.5
5
3
1
0.5
聚 沉 现 象
粘土溶胶聚沉现象 聚沉量较小几乎不分层 颜色基本不变 几乎不聚沉几乎不分层 颜色基本不变 聚沉最多，分层体积2ml 变浅，分层较快 聚沉较多，分
层体积4ml 变浅，分层较快 聚沉体积较小，分层体积5ml ，分层最快 聚沉程度较小，分层体
积5.5ml ，分
层较快 Fe(OH)3
溶胶聚沉
现象
聚沉体积先增多后减少 4-3 HPAM 对粘土溶胶的絮凝作用记录表
粘土溶胶
30ml 30ml 30ml PHP 加量
2滴
10滴
40滴
现象
絮凝慢絮凝状 颗粒小分层 上层体积8ml
絮凝快絮凝状 颗粒较大分层 上层体积10.5ml
絮凝最快 颗粒大分层 上层体积15.5ml
2.根据实验结果判断Fe(OH)3 溶胶和粘土溶胶的带电性。
答。
粘土溶胶胶粒带负电，Fe(OH)3 溶胶带胶粒带正电。
六．思考题
1．为什么 Fe(OH)3 溶胶必须透析后才能作絮凝实验？
答：因为不对Fe(OH)3进行透析的话，制备过程中的电解质残留就有可能对粘土溶液的絮凝产生影响，进而影响实验结果的准确性。
2．不同的电解对同一溶胶的聚沉值是否一样？为什么？
电解质 2 mol/L KCL 0.01mol/L K 2SO 4
0.001mol/L K 3(COO)3C 3H 4OH
加入滴数
35滴
7滴
6滴
答：不同电解质对同一溶胶的聚沉值不一样。
因为聚沉值的大小与电解质中与溶胶所带电荷符号相反的离子的价数有关，价数越高，电解质聚沉能力越大，即聚沉值越小。
3．当高分子在溶胶的浓度较高时会出现什么现象，为什么？
答：无明显现象，不会发生絮凝现象。
因为高分子浓度较高时，高分子对溶胶胶粒的“桥联”作用不明显，所以不会使胶体发生絮凝现象，无明显现象。
七．实验总结
通过本实验我了解了无机电解质的聚沉作用与高分子的絮凝作用，验证了电解质聚沉的符号和价数法则--叔采--哈迪法则。
知道了HPAM对粘土溶胶的絮凝作用，PHP量越多，絮凝速度越快。
分层体积上层的越多。
相互聚沉现象，电荷相反的两种溶胶相互中和，做试验表明Fe(OH)3胶体带正电，粘土溶胶带负电。
做实验培养了动手能力与团队意识，受益匪浅！。