BMIMBF_4_P_MMA_V_省略_离子液体聚合物电解质的合成与性能_李喜德
P(MMA-MAh)凝胶聚合物电解质的制备及其性能
P(MMA-MAh)凝胶聚合物电解质的制备及其性能王书会;颜红侠;马晓燕;黄韵;张启路【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2008(039)005【摘要】以自制的甲基丙烯酸甲酯与马来酸酐的共聚物(P(MMA-MAh))为基体,丙烯碳酸酯(PC)为增塑剂,LiClO4为锂盐,制备成凝胶聚合物电解质(GPE);采用交流阻抗法、差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)对此GPE的电性能及热性能作了研究,并且研究了不同配比及温度对其离子电导率的影响.结果表明,以P(MMA-MAh)为基体的GPE与PMMA基GPE相比,共聚型P(MMA-MAh)的凝胶体系较好的成膜性和热稳定性;当共聚物含量为60%(质量分数)时,凝胶体系的玻璃化转变温度为27.28℃,质量损失为5%时热分解温度为145℃;当共聚物含量为45%(质量分数)时,凝胶聚合物电解质的综合性能较好;且共聚物P(MMA-MAh)基GPE的离子电导率与温度的关系服从Arrhenius方程.【总页数】4页(P775-778)【作者】王书会;颜红侠;马晓燕;黄韵;张启路【作者单位】西北工业大学,应用化学系,陕西,西安,710072;西北工业大学,应用化学系,陕西,西安,710072;西北工业大学,应用化学系,陕西,西安,710072;西北工业大学,应用化学系,陕西,西安,710072;西北工业大学,应用化学系,陕西,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】TM911【相关文献】1.无纺布支撑微交联PMMA基凝胶聚合物电解质的制备与性能研究 [J], 张忠厚;郭丹丹;韩琳;张光辉;方少明;陈荣源2.超级电容器用季铵盐凝胶聚合物电解质的制备及性能 [J], 陈姚;谭晓珊;宋华峰;钟思婷;方凯斌3.PVDF/PEO/PS交联复合型凝胶聚合物电解质薄膜的制备及性能测试 [J], 桑威纳;邓纯;任世杰;任显诚4.聚氨酯/SiO_2复合凝胶聚合物电解质的制备与性能 [J], 高明昊;陶灿;鲍俊杰;夏峰;程芹;黄毅萍;许戈文;徐应生;陈磊5.聚偏氟乙烯基交联凝胶聚合物电解质的制备及性能 [J], 肖琴;陈云妮;李青音;任世杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
离子液体[bmim]BF4的制备
![离子液体[bmim]BF4的制备](https://img.taocdn.com/s3/m/76445f39f111f18582d05a0e.png)
离子液体[bmim]BF 4的制备周璐，蒋荣立作者简介：周璐，（1987-），女，硕士研究生，主要研究方向：纳米磁性材料通信联系人：蒋荣立，（1968-），女，教授，主要研究方向：从事矿物材料，纳米功能材料的制备与性能方面的研究. E-mail: 396875275@（中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221008） 摘要：离子液体由于具有独特的物理化学性能而成为被广为研究的新型的环境友好型反应介5 质。
本文以N-甲基咪唑，溴代正丁烷，四氟硼酸钠为原料，采用两步法合成咪唑基离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim]BF 4)，重点对第二步合成[bmim]BF 4的最佳合成方法、最佳反应时间、最佳反应溶剂进行了探索,实验结果表明微波法能有效地合成离子液体，且最佳的合成条件是反应时间为30mim，丙酮作为反应溶剂。
试验产物用IR 进行了确认。
关键词：离子液体；微波法；合成10中图分类号：TQ252The Synthesis of Ionic Liquids [bmim]BF 4 ZHOU Lu, JIANG Rongli(School of Chemical Engineering and Technology,China Univercity of Mining & Tecnology,15 JiangSu XuZhou 221008)Abstract: Room temperature ionic liquids have been widely studied as new types of environmentally friendly reaction media, owing to their unique physicochemical properties . In this paper, Ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([bmim][BF 4]) was synthesized through two step method under microwave irradiation using N-methylimidazole, 1- 20 bromobutane, Sodium fluoroborate as starting materials, and the experiments were mainly examined the effects of reaction methods, reaction time and reaction solvents on the synthesis of[bmim]BF 4 in the second step. The results showed that [bmim]BF 4 was synthesized effectively by the microwave synthesis method.The optimum synthetic conditions of the target product[bmim]BF 4 were obtained as follows: reaction time was 30mim ，reaction solvents was acetone . 25The target product was characterized by IR.Keywords: ionic liquids; microwave methods; synthesis0 引言离子液体，又称为室温离子液体(room temperature ionic liquids)，是室温附近下呈液态的30 盐，也称为低温熔融盐，它一般由有机阳离子和无机阴离子所组成，具有非挥发性或“零”蒸汽压，低熔点，热稳定性高，易吸收微波，良好的导电性等特性，是环境友好的绿色溶剂，能够溶解多种无机物和有机物[1][2]。
原位聚合制备的离子液体_聚合物电解质的研究
Vol .27高等学校化学学报No .72006年7月 CHE M I CAL JOURNAL OF CH I N ESE UN I V ERSI TI ES 1319～1322原位聚合制备的离子液体/聚合物电解质的研究蒋 晶,高德淑,李朝晖,苏光耀,王承位,刘 黎,丁燕怀(湘潭大学化学学院,湘潭411105)摘要 采用原位聚合制备出新型的BM I PF 6/P MMA 聚合物电解质透明弹性膜.研究结果表明,BM I PF 6/P MMA 聚合物电解质体系在305℃时仍具有较好的热稳定性,其安全性能优于含有机溶剂的传统非水电解质体系.随着离子液体含量的增加,其玻璃化转变温度逐渐减小,离子电导率升高;且离子电导率与温度的关系服从VTF 方程.其中,当BM I PF 6的质量分数为50%时,该聚合物电解质的室温离子电导率高达0115mS/c m.关键词 离子液体;聚甲基丙烯酸甲酯;聚合物电解质;离子电导率中图分类号 O646;O636 文献标识码 A 文章编号 025120790(2006)0721319204收稿日期:2005207208.基金项目:湖南省湘潭市科技局科研项目(批准号:GY2005206)资助.联系人简介:高德淑(1950年出生),女,副教授,从事界面与胶体化学研究.E 2mail:gaod@xtu .edu .cn离子液体也称室温熔融盐,室温下完全由阴阳离子构成.由于离子液体具有高导电性,电化学窗口宽,在较宽的温度范围内不挥发和不易燃等优点,因此离子液体作为电池和电化学电容器等器件的电解质具有十分广阔的应用前景.目前其应用形式主要有两类:(1)直接用作液态电解质[1～3];(2)将室温离子液体引入聚合物中复合得到离子液体/聚合物电解质[4～12].离子液体/聚合物电解质大致可以分为含离子液体的聚合物电解质[4～8]和在聚合物分子上引入离子液体结构得到的离子液体/聚合物电解质两类[9～12].由离子液体复合的聚合物电解质兼具离子液体和聚合物的优点,其电导率高,力学性能较好,而且在较宽的温度范围内由于不存在溶剂挥发现象,使得电池的安全性和稳定性都将得到进一步提高.作为一类新型聚合物电解质,在染料敏化光电池、燃料电池、双电层电容器和锂聚合物电池等电器方面得到广泛应用[4～7].Noda 等[12]已发现乙烯基单体可在离子液体E M I B F 4和BP BF 4中原位聚合,但未得到含有离子液体的导电固体电解质.本文选用烯类单体MMA 在室温离子液体BM I PF 6中进行原位聚合,将离子液体BM I PF 6引入到聚合物中,制备出一系列新型的离子液体/聚合物电解质,即离子液体与聚合物形成的固溶体,进而研究其热稳定性能和电化学性能.其中离子液体BM I PF 6既作为MMA 的增塑剂和溶剂,同时又提供了离子源.1 实验部分1.1 仪器与试剂核磁共振仪(400MHz,B ruker );2400CHN 元素分析仪(美国Perkin El m er 公司);DT 240热分析系统(日本岛津公司);PE DSCT 差热分析仪(美国Perkin El m er 公司);EG &G M273电化学分析系统(美国Princet on 公司).所用试剂均为国产分析纯.1.2 室温离子液体B M I PF 6的合成首先用适量的N 2甲基咪唑与溴丁烷在乙酸乙酯中反应,生成12丁基232甲基咪唑溴嗡盐(BM I B r );然后采用铵盐法将BM I B r 与NH 4PF 6在去离子水中反应,进行离子交换引入所需要的阴离子;粗产品经萃取、蒸馏和过滤等方法提纯并于真空中干燥后,即可制得所需要的离子液体BM I PF 6.1.3 甲基丙烯酸甲酯(MM A)单体在B M I PF 6中的原位聚合将质量分数为1%的引发剂偶氮二异丁腈(A I B N )以及不同比例的离子液体BM I PF 6加入到单体甲基丙烯酸甲酯(MMA,用Na OH 溶液进行预处理,将其中的少量阻聚剂除去)中,通N 2气保护,在55℃下连续搅拌反应24h,体系达到一定黏度时,停止加热,加入适量的四氢呋喃溶剂,使其充分溶解并混匀,再将溶液用滴管缓慢滴入大量的正己烷中,产生白色絮状沉淀,洗涤、抽滤,最后将所得产品于50℃烘干.1.4 B M I PF 6/P MM A 聚合物电解质薄膜的制备将适量的BM I PF 6/P MMA 复合聚合物产品溶于四氢呋喃中,趁热将混合均匀的无色透明的黏液浇铸在洁净的载玻璃片上,任其自由流动至铺满铺平载玻璃片,在室温下待溶剂THF 自然挥发15h 后,再转入真空干燥箱中于常温下干燥2h,脱去残余溶剂后,将其快速转移到干燥的手套箱中冷却成为无色弹性透明膜,将其从玻璃片上剥离,裁剪成直径为16mm ,厚度约011mm 的圆片.1.5 B M I PF 6/P MM A 聚合物电解质电导率的测定将干燥的离子液体BM I PF 6/P MMA 聚合物电解质膜夹于两片不锈钢电极之间,组装成模拟电解池,其中一片为工作电极,另一片为辅助电极和参比电极.在EG &G M273电化学分析系统上进行交流阻抗测试.由交流阻抗谱图求出离子液体/聚合物电解质膜的本体电阻R b ,代入下式求得其离子电导率[13]:σ=d /(R b S ),式中,d 为离子液体/聚合物电解质膜的厚度,S 为不锈钢电极和聚合物电解质膜的接触面积(为019c m 2).2 结果与讨论2.1 离子液体B M I PF 6的表征合成的离子液体BM I PF 6的元素分析实测值(计算值,%)为:C 33181(33185),H 5132(5123),N 9186(9171),P 10190(11106),F 40111(40115),故其化学式为C 8H 15N 2PF 6.BM I PF 6的结构见Sche me 1.采用1H NMR 核磁共振谱对其结构进行了分析.从图1可得其1H NMR 特征数据为:9108(s,1H ),7175(d,1H ),7167(d,1H ),4117(t,2H ),3184(s,3H ),1176(m ,2H ),1127(m ,2H ),0190(t,3H ),分别与8,7,6,4,5,3,2,1位上的氢原子相对应.3137(s,3H )和215(s,3H )属于溶剂Me 2S O 22d 6的1H NMR 特征数据.Sche m e 1 Structure of i on i c li qu id F i g .1 1H N M R spectru m of i on i c li qu i d B M I PF 6(400M Hz,M e 2S O 22d 6)2.2 B M I PF 6/P MM A 聚合物电解质的热失重分析将制备的一系列BM I PF 6/P MMA 聚合物电解质用DT 240热分析系统进行热失重分析,由TG 曲线[见图2(A )]可知,离子液体BM I PF 6的热分解温度高达370℃.而BM I PF 6/P MMA 聚合物电解质的热失重分为两步:首先是P MMA 基体的失重,最后的失重属于该复合体系中的离子液体BM I PF 6.不含离子液体的P MMA 在250℃即开始分解,而随着离子液体含量的增加,BM I PF 6/P MMA 聚合物膜的热分解温度逐渐升高,其热稳定性优于P MMA 本体.2.3 B M I PF 6/P MM A 聚合物电解质的D SC 分析将合成的不同离子液体含量的BM I PF 6/P MMA 复合聚合物,用DSC 法分别测其玻璃化转变温度T g .图2(B )各曲线上偏离试样基线的热流量阶段状变化是由聚合物的玻璃化转变引起的.由图2(B )可知,纯P MMA 的玻璃化转变温度T g 约为11815℃,离子液体BM I PF 6的质量分数分别为10%,20%,0231高等学校化学学报 Vol .27 F i g .2 TG(A)and D SC(B)curves of m (B M I PF 6)∶m (P MM A)ra ti o poly m er electrolytes30%,40%和50%时,其玻璃化转变温度T g 分别为9818,8215,6817,4814和2315℃.离子液体BM I PF 6的加入将复合聚合物T g 降低到室温左右,成为柔软的透明膜.因此,随着离子液体BM I PF 6含量的增加,复合聚合物电解质的玻璃化转变温度逐渐减小,加快了聚合物电解质在室温时的链段运动,导致聚合物电解质的离子电导率升高.2.4 B M I PF 6/P MM A 聚合物电解质的离子电导率2.4.1 离子液体BM I PF 6含量对BM I PF 6/P MMA 电解质电导率的影响 图3是不同离子液体含量的F i g .3 AC i m pedance spectra(Nyqu ist spectra)of electrolytes w ith d i fferen t m (B M I PF 6)∶m (P MM A)ra ti os BM I PF 6/P MMA 复合聚合物电解质的交流阻抗谱图.当BM I PF 6质量分数分别为10%和20%时,其Nyquist 谱图的高频部分曲线表现为一小段圆弧,表示聚合物电解质膜的本体电阻及电导池几何电容并联的特征;低频部分呈直线,则与离子扩散有关.当离子液体BM I PF 6质量分数达30%以上,高频部分的圆弧消失,只表现为有一定斜率的直线,这可能是由聚合物电解质阻抗较小,而仪器的测定频率限制所致.Nyquist 谱图中直线与实轴交点对应的数值即为离子液体/聚合物电解质膜的本体电阻R b ,根据图3确定的R b 值得到相应电导率的数据见表1.Table 1 I on i c conducti v ity param eters for B M I PF 6/P MM A poly m er electrolytes m (BM I PF 6)∶m (P MMA )d /c m R b /Ωσ/(S ・c m -1)(25℃)E a /(kJ ・mol -1)1∶901024285871520197×10-6501092∶801020113671200120×10-5361453∶7010157961420121×10-4251484∶6010161521150111×10-3171065∶501010761070115×10-315165F i g .4 lg σ～(1/T )of m (B M I PF 6)∶m (P MM A)poly m er electrolytes 在复合聚合物电解质中,离子液体BM I PF 6既作为电解质提供离子源,又起着增塑剂的作用.由表1可知,BM I PF 6/P MMA 复合聚合物电解质的室温离子电导率随着离子液体含量的增大而升高.结果表明,当离子液体的含量逐渐增大,既使得聚合物电解质膜中的载流子数目逐渐增多,又使得聚合物分子链间的相互作用减弱,链段柔性增强.由于两方面的影响,使得离子液体聚合物电解质的电导率升高.其中,当离子液体BM I PF 6质量分数达到40%和50%时,其聚合物电解质的室温电导率分别1231 No .7 蒋 晶等:原位聚合制备的离子液体/聚合物电解质的研究2231高等学校化学学报 Vol.27 高达0111和0115mS/c m.2.4.2 温度对BM I PF6/P MMA复合电解质电导率的影响 图4为不同离子液体含量的BM I PF6/P MMA 聚合物电解质的离子电导率与温度的关系,该体系的导电行为遵循以下VTF方程.说明此时离子的迁移主要受聚合物电解质无定形态中聚合物链段运动的控制.σT1/2=A exp[-E/R(T-T0)]a式中,A为指前因子,E为离子输运活化能,R为摩尔气体常数,T为测量聚合物电解质交流阻抗时的a为理想的玻璃化温度.根据上式计算得到的离子输运活化能数据见表1.由图4和表1可知,温度,T含量大的聚合物电解质,其电导率升高的幅度小于离子液体含随着温度的升高,对于离子液体BM I PF6量小的体系.这主要归因于离子液体的含量增大,复合聚合物电解质的玻璃化转变温度降低,加快了聚合物电解质在室温时的链段运动,从而使体系的电导率升高较快及离子输运活化能较小.参 考 文 献[1] Noda A.,Susan M. A. B.H.,Kudu K.et al..Phy.Chem.B[J],2003,107(17):4024—4033[2] Y ANG Jia2Zhen(杨家振),J I N Yi(金 一),CAO Ying2Hua(曹英华)et al..Che m.J.Chinese Universities(高等学校化学学报)[J],2004,25(9):1733—1735[3] Chagnes A.,D ia w M.,Carr′e B.et al..Power Sources[J],2005,145(1):82—88[4] Nakaga wa H.,I zuchi S.,Kuvana K.et al..Electr ochem.Soc.[J],2003,150(6):A695—A700[5] Lewandouski A.,S widerska A..Solid State I onics[J],2003,161(3/4):243—249[6] Kazuharu S.,Makot o Y.,Shu H.et al..Phot oche m istry and Phot obi ol ogy A:Che m istry[J],2004,164(1—3):81—85[7] Marc D.,Susan K.C.,Grant P..Eletr oche m ical Society[J],2004,147(1):34—37[8] W ataru O.,J iazang S.,Maria F.et al..Electr ochi m ica Acta[J],2004,49(11):1791—1801[9] Tetsuya T.,Toshiyuki N.,Yoji N.et al..Solid State I onics[J],2002,149(3/4):295—298[10] Sat oko W.,Masahir oY.,H ir om itsu N..Poly mer[J],2004,45(5):1577—1582[11] Tomonobu M.,H ir oyuki O..Poly mer[J],2004,45(5):861—864[12] Noda A.,W atanabe M..Electr ochi m ica Acta[J],2000,45(8/9):1265—1270[13] L I Zhao2Hui(李朝晖),S U Guang2Yao(苏光耀),WANG Xia2Yu(王霞瑜)et al..Che m.J.Chinese Universities(高等学校化学学报)[J],2003,24(11):2065—2068Stud i es on I on i c L i qu i d/Polym er Electrolytes Preparedby in situ Poly m er i za ti onJ I A NG J ing,G AO De2Shu3,L I Zhao2Hui,S U Guang2Yao,WANG Cheng2W ei,L I U L i,D I N G Yan2Huai(College of Che m istry,X iangtan U niversity,X iangtan411105,China)Abstract I n order t o achieve highly conductive poly mer electr olytes,a r oom2te mperature i onic liquid BM I PF6 was p repared,and the i onic liquid2poly mer electr olytes were p repared by the in situ poly merizati on ofMMA in i onic liquid BM I PF6.DSC analysis and ac i m pedance measure ment revealed that i onic liquid BM I PF6could reduce glass transiti on te mperatures,and increase i onic conductivity of the composite i onic liquid2poly mer electr olytes.And the activati on energies of i ons were calculated according t o VTF equati on.The composite pol2 y mer electr olyte p lasticized with BM I PF6(50%)exhibited an excellent i onic conductivity up t o0115mS/c m.I n additi on,one of the main advantages of the syste m was the non2volatility of the components,which had higher decompositi on te mperatures and was safer than the traditi onal non2aqueous electr olyte syste m s including organic s olvent.Keywords I onic liquid;Poly(methyl methacrylate);Poly mer electr olyte;I onic conductivity(Ed.:S,I)。
离子液体的制备与性质表征——介绍一个综合化学实验
基金资助 ： 国家 自 然科学基金项 目（ ｏ２９ ２ ２ ） Ｎ ． ０ ７ １０
５ ８
大 学 化 学
第２ ６卷
剂如乙腈等。溶解在离子液体中的催化剂 ， 同时具有均相和非均相催化剂的优点。催化反应有高的反 应速度和高的选择性 ， 产物可通过静置分层或蒸馏分离出来 。留在离子液体中的催化剂可循环使用。 最近 ， 离子液体在有机合成中受到广泛的关注 ， Ｆｉ ｌ ｒ ｔ 烷基化和酰基化 ，ｉ ｓ ｌ ｒ 如 ｒ ｅ Ｃａｓ ｄ— ｆ Ｄｅ — ｄ 反应 ， ｌＡ ｅ Ｈｃ ｅｋ反应 ，ｕｕｉ Ｓｚｋ 反应 ， ａｎ ｈ反应和醛酮缩合反应等 。 Ｍ ｎｉ ｃ 离子液体也被用于萃取特殊的化合物 ， 如代替 Ｈ 溶解油母岩 ， Ｆ Ｊ 从天然产物 中萃取多肽 。据文 ］ 献报道ｌ ， ６ 离子液体还可用于核废料的回收处理。离子液体 的溶解性可通过变化阴离子或 阳离子中烷 基链的长短而改变。因此 ， 人们称离子液体为“ 可设计合成的溶剂” 。多数离子液体的合成采用两步 法， 该方法具有以下优点 ： 大量廉价的卤代烷可 以作为烷基化的原料 ； 在一定温度下这类反应可 ① ②
由有机 阳离 子和无 机 阴离子 （ Ｆ ，Ｆ 等 ） 组 成 。早 在 １１ Ｂ Ｐ ６ 所 ９４年 就 发 现 了第 一个 离 子 液体 —— 硝基
乙胺 口 ， 但其后此领域的研究进展缓慢。直 到 １９ ９ ２年， ｋｓ Ｗｉ 领导的研 究小组 合成 了低熔点 、 ｅ 抗水 解、 稳定性强的 １乙基一一 一 ３甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体 ， 离子液体 的研究才得以迅速发展 ， 随后开发出 了一系列离子液体体系。最初的离子液体主要用于电化学研究 ； 近年来 ， 离子液体作为绿色溶剂在有机 及高分子合成领域受到重视 。
PVA基碱性复合聚合物电解质的制备及其性能
PVA基碱性复合聚合物电解质的制备及其性能居亚兰;李李泉;朱云峰【摘要】以聚乙烯醇(PVA)、丙三醇(GROL)、SiO2、KOH为原料,采用溶液浇铸法制备PVA基碱性复合聚合物电解质(ASPE)膜.运用交流阻抗法、循环伏安法、X 线衍射和红外光谱等技术表征其性能.研究结果表明:添加增塑剂GROL后体系的电化学稳定窗口及力学性能有所降低,在具备良好机械强度前提下,适量GROL的加入可以显著提高体系的离子电导率;PVA/SiO2/KOH/H2O ASPE显示了良好的电化学性能和力学性能,当SiO2添加量为7%(质量分数)时,碱性聚合物电解质的室温离子电导率达到最高14.56×10-3 S/cm,与纯PVA/KOH相比提高了1个数量级;电化学稳定窗口为2.4V,50次循环后窗口大小基本不变.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(032)005【总页数】5页(P32-36)【关键词】碱性聚合物电解质;PVA;丙三醇;SiO2;电化学性能【作者】居亚兰;李李泉;朱云峰【作者单位】南京工业大学,材料科学与工程学院,江苏,南京,210009;南京工业大学,材料科学与工程学院,江苏,南京,210009;南京工业大学,材料科学与工程学院,江苏,南京,210009【正文语种】中文【中图分类】TM911电化学器件采用聚合物电解质,具有质轻、无漏液、安全性好、设计灵活等优点.自Fauvarque等[1-2]首次开展聚氧化乙烯(PEO)/KOH/H2O体系的研究以来,碱性聚合物电解质以较高室温电导率、易合成、成本低等特点,在碱性电池[3]、超级电容器[4-5]等方面都具有潜在的应用价值,引起了越来越多的关注.在碱性镍氢二次电池中,由于负极材料在强碱电解液(如6mol/L的 K OH水溶液)中极易被腐蚀,多次充放电循环后,表面形成氧化层,导致循环容量衰退过快,严重影响了镍氢电池的使用寿命.因而,制备碱性聚合物电解质膜替代传统强碱溶液,对缓解负极材料腐蚀,提高电池使用寿命具有极其重要的意义.一种好的碱性聚合物电解质必须兼具良好的电化学性能、力学性能和热稳定性能,目前还没有一种碱性聚合物电解质 (ASPE)的综合性能达到实用要求.对ASPE电化学性能改进方法主要有共混[6]、共聚[7]、交联[8]、增塑[9]和添加无机粒子[10-11]等.添加无机填料是对碱性聚合物电解质改性行之有效的方法.无机填料的加入可以降低基体的结晶度和玻璃化转变温度,提高膜的离子电导率[12-13].Sang等[14]在PVA/K OH体系中添加膨润土,室温离子电导率最高达0.11 S/cm.另外,增塑剂的引入可以与聚合物分子链上极性基团相互作用,使聚合物的形态结构发生变化,也是提高聚合物电解质电导率的有效手段.纳米 Si O2、丙三醇 (GROL)在电子工业中是重要的改性添加剂,但将其应用于碱性聚合物电解质的研究还极少.本文分别以纳米 SiO2为无机填料, GROL为增塑剂对PVA/KOH/H2O体系进行改性,制备具有良好电化学性能和力学性能的ASPE,并用交流阻抗、循环伏安、X线衍射 (XRD)、红外光谱(FI-I R)等方法对其性能进行表征.1.1 原料聚乙烯醇 (PVA1788),国药集团化学试剂有限公司;KOH,上海凌峰化学试剂有限公司;丙三醇,国药集团化学试剂有限公司;纳米 SiO2,上海海逸科贸有限公司,使用前120℃真空干燥.1.2 聚合物电解质的制备ASPE膜通过溶液浇注法制备:将称量好的PVA倒于装有适量去离子水的烧杯中,70～80℃下磁力搅拌至完全溶解,向其中加入相应比例已溶解好的 GROL或 Si O2,搅拌使混合液均匀.再于溶解后的混合物中逐滴加入适量 KOH溶液,继续加热搅拌成均一透明的黏稠胶体.室温下静置脱泡后,将溶液浇铸到洁净的玻璃器皿中,真空干燥,得到白色透明的电解质薄膜.采用游标卡尺测量膜的厚度 (精度为 0.02mm),为0.2～0.4 mm.1.3 碱性聚合物电解质性能测定及表征1)电导率测定聚合物电解质的电导率测量采用电化学交流阻抗法.将聚合物电解质膜剪成直径约大于1 cm的小圆片,置于 2个圆形不锈钢惰性电极(SS)之间,再连接到 CH I660C型电化学工作站进行电化学性能测试,测试频率范围为 1～105Hz,正弦波扰动振幅为5mV.2)电化学稳定性的测定将聚合物电解质膜置于上述相同装置中,用 CH I660C电化学工作站在-1.5～+1.5V、以10 mV/s的扫描速率测试其循环伏安行为,从而得到循环伏安曲线.2.1 SS/ASPE/SS模拟电池阻抗谱研究电解质膜的阻抗测试曲线由一高频压缩半圆与一条低频有一定倾斜度的直线组成.电化学电池对于一个振幅小的正弦交流信号而言相当于一个阻抗,能够用电阻和电容的等效电路来表示它的性能,如图 1所示.体系的总阻抗可以表示为式中:Rb为聚合物电解质本体电阻;Rct为与电极反应过程有关的电荷传递电阻;Cd 为电极界面双层电容;Wo为传质过程有关的Warburg阻抗;j为虚数单位;w为频率. 由式(1)可得式中:Z′为虚阻抗;Z″为实阻抗.在频率足够高时, Warburg阻抗很小,浓差极化可忽略,式(3)可化为本体电阻 Rb具体体现在高频区与实轴相交处的值.将 Rb代入电导率计算公式即可得到聚合物电解质的电导率σ=L/(RbS).式中:L为电解质膜的厚度;S为电极有效横截面积.图2为添加不同质量分数 SiO2粒子后 PVA/ SiO2/K OH/H2O ASPE的交流阻抗图谱.由图 2可见:随着 SiO2质量分数增加,聚合物电解质的本体电阻逐渐减小,当添加量达到7%时体系电阻最小为1.75Ω,随后又逐渐增大.体系电阻值的减小主要由于无机粒子与高分子链相互作用阻止了链段的规整排列,链段运动的自由体积空间越大,对OH-的迁移越有利.2.2 KOH质量分数对 PVA/KOH/H2O体系电导率的影响研究发现,碱质量分数对聚合物电解质膜的电导率有较大影响.图3为含40%KOH 的 PVA/KOH/ H2O ASPE膜的外观形貌.由图 3可见:该薄膜透明且富有弹性.但随着KOH质量分数的增加,薄膜的成膜性和透明度都降低.当 KOH质量分数过大(大于 60%)时,将导致聚合物电解质相与KOH/H2O相分离,已基本不能成膜.图 4为 PVA/KOH/H2O ASPE电导率随 KOH 质量分数的变化曲线.由图 4可见:体系的离子电导率随着 KOH质量分数的增加呈现先增加后减小的趋势.所以选择m(PVA)∶m(KOH)=1∶1为基本配比,此时体系具有较好的综合性能.图5为不同 KOH质量分数的 PVA/KOH/H2O ASPE膜的 XRD图谱.由图 5可见:不同含量 KOH的 PVA薄膜在2θ约为20°附近都出现较宽的衍射峰,说明存在部分晶态 PVA.随着 KOH含量的增加,PVA的结晶峰强度明显下降,说明 PVA结晶度随其碱性的增加逐渐降低.但 KOH含量过高,谱线在2θ为30.6°附近出现一较宽衍射峰,该峰为未电离的非晶态 KOH.正是由于大量未电离的非晶态KOH的存在,导致离子电导率的降低.2.3 GROL添加量对电导率的影响在聚合物电解质中加入增塑剂能有效降低体系的玻璃化转变温度及结晶度,增加链段的活动能力,改善体系的离子传导能力.实验中采用 GROL作为增塑剂,测试PVA/GROL/KOH/H2O增塑体系室温下的导电性能.结果表明:增塑剂的增加,薄膜变软,成膜性降低,但在保证其综合性能基础上,随着GROL含量的增加电解质膜的本体电阻逐渐减小(图 6),电导率大幅提高.主要由于 GROL加入后,它本身的极性基团与高分子的极性基团相互作用,从而破坏了物理交联点,促进了链段的运动.2.4 纳米 SiO2添加量对聚合物电解质膜电导率的影响及其机理分析向 PVA/KOH/H2O体系中加入纳米无机填料可以提高体系的离子电导率和机械强度.纳米 SiO2的表面结构中存在不饱和的残键以及不同键合状态的羟基结构,因而可以增强与 PVA的相互作用,增大体系的无定形相含量,提高分子链段的蠕动能力,从而提高电解质膜的离子电导率.表1列出了添加不同含量 SiO2的 PVA/SiO2/ KOH/H2O体系室温离子电导率.由表 1可见:纳米复合聚合物电解质的离子电导率由纯 PVA/KOH/ H2O体系的10-3S/cm数量级提高到10-2S/cm数量级;当体系中添加 7%SiO2时,电导率达到最大,呈现先增大后减小的趋势.图7分别为 PVA/H2O和 PVA/SiO2/KOH/H2O聚合物电解质的红外光谱.由图 7可见:加入 SiO2后,3 345.85 cm-1为O—H伸缩振动峰、2 941.65 cm-1为 CH2伸缩振动峰、1 093.94 cm-1为C—O伸缩振动峰、1 735.15 cm-1为C=O的伸缩振动峰,可能来自C=C—OH结构中双键的转移和共轭等的峰宽、频率和强度都有所变化.此结果表明:加入的 SiO2与高分子的极性基团相互作用,使聚合物链结构的规整性变差,破坏了聚合物分子的晶体结构,PVA结晶相向无定形相转化,随着聚合物膜中 SiO2含量的增加,聚合物基体结晶度降低,无定形相区含量增加,载流子的迁移得以加快.然而由于 SiO2粒子的聚集作用,自身容易团聚,所以过量的纳米粒子填充聚合物膜不利于增加体系的离子电导率.2.5 聚合物电解质的电化学稳定性电化学稳定窗口是一段没有法拉第电流通过的区间,是电解质有效的工作电压范围.从实际应用来说,聚合物电解质不仅需要具有较高的电导率,而且需要具有足够宽的电化学稳定窗口.研究发现,随着 GROL的加入,体系的电化学稳定窗口在1.6V左右,相比 PVA/KOH 体系 (2 V左右)有所降低,主要由于 GROL的加入,降低了体系的黏度,导致在较小电压范围内出现法拉第电流响应,但仍满足使用要求.图8给出了 PVA/KOH体系与 PVA/KOH/7% SiO2体系聚合物电解质的循环伏安曲线.对于 PVA/ KOH体系,在 -0.8～+0.8V,体系法拉第感应电流很小,电化学稳定窗口约为1.6 V;而添加纳米SiO2粒子后,曲线更平滑,电化学稳定窗口更宽,在-1.2～+1.2 V法拉第感应电流几乎为 0,故其电化学稳定窗口可认为2.4 V,且在 50次循环内,电化学窗口未发生显著变化,如图 9所示.具有较好的电化学稳定性,能够满足镍氢电池的应用要求.1)随着 KOH含量的增加,PVA/KOH/H2O碱性聚合物电解质的电导率呈现先增加后减小的趋势,且 KOH含量过高膜的力学性能变差,选择m(PVA)∶m(KOH)=1∶1为宜.2)增塑剂 GROL的加入会略微削弱电解质膜的力学性能和电化学稳定性能,但在保证体系综合性能的基础上,添加适量 GROL可以改善膜的导电性能.3)加入纳米 Si O2后体系的室温离子电导率显著提高,当添加 7%的 Si O2时电导率最大达14.56×10-3S/cm.与纯 PVA/K OH/H2O体系相比提高了 1个数量级.红外分析结果表明:纳米 Si O2添加到聚合物中可与高分子极性基团相互作用,使聚合物链结构的规整性变差,破坏了聚合物分子的晶体结构,使 PVA结晶相向无定形相转化,从而提高了体系的电导率.4)制备的 PVA碱性纳米复合电解质膜电化学稳定窗口在 2.4V左右,且循环 50次后窗口大小基本不变,具有良好的电化学稳定性.【相关文献】[1] Fauvarque J F,Guinot S,Bouzir N,et al.Alkaline poly(ethylene oxide)solid polymer electrolytes:application to nickel secondary batteries[J].Electrochimica Acta,1995,40:2449-2454.[2] VassalN,Salmon E,Fauvaroue J F.Nickel/metal hydride secondary batteries using an alkaline solid polymer electrolyte[J].J Electrochem Soc,1999,146:20-26.[3] Guinot S,Salmon E,Penneau J F,et al.A new classof PEO basedSPEs:structure,conductivity and application to alkaline secondarybatteries[J].Electrochimica Acta,1998,43:1163-1170.[4] Yuan C Z,Zhang X,Wu Q F,et al.Effect of temperature on the hybrid super capacitor based onNiO and activated carbonwith alkaline polymer gel electrolyte[J].Solid State I onics,2006,177: 1237-1242.[5] Lew A A,ZajderM.Supper capacitor based on activated carbon and polyethyleneoxide-KOH-H2O polymer electrolyte[J].Electrochimica Acta,2001,46:2777-2780.[6] Yang Chunchen.Polymer Ni-MH battery based on PEO-PVA-K OH Poly mer electrolyte[J].Journal of Power Source,2002,109:22-31.[7] VassalN,Salmon E,Fauvarque J F.Electrochemical properties of an alkaline solid polymer electrolyte based on P(ECH-co-EO) [J].Electrochimica Acta,2000,45:1527-1532.[8] Wu GM,Lin S J,Yang C C.Preparation and characterization of PVA/PAA membranes for solid polymer electrolytes[J].Journal ofMembrane Science,2006,275:127-133.[9] Mohamad A A,ArofA K.Plasticized alkaline solid polymer electrolytesystem[J].MaterialsLetters,2007,61:3096-3099.[10] Yuan Anbao,Zhao posite alkaline polymer electrolytes and its application to nickel-metal hydride batteries[J].Electrochimica Acta,2006,51:2454-2462.[11] 吴锋,毛立彩.碱性电池用准固态聚合物电解质膜[J].电池, 2005(5):335-337. Wu Feng,Mao Licai.Quasi solid polymer electrolyte membrane for alkalinebattery[J].BatteryBimonthly,2005(5):335-337.[12] Kumar B,Fellner J P.Polymer ceramic composite protonic conductors[J].J Power Sources,2003,123:132-136.[13] Kumar B,Rodrigues S J.Ionic conductivity of colloidal electrolytes[J].Solid State Ionics,2004,167:91-97.[14] Sang Shangbin,Zhang Jifu,Wu Qiumei,et al.Influences of bentonite on conductivity of composite solid alkaline polymer electrolyte PVA-bentonite-KOH-H2O[J].Electrochimica Acta,2007, 52:7315-7321.。
室温离子液体[BMIM]PF_6的合成
![室温离子液体[BMIM]PF_6的合成](https://img.taocdn.com/s3/m/a71012d6710abb68a98271fe910ef12d2af9a96c.png)
室温离子液体[BMIM]PF_6的合成桂劲松;朱开梅【期刊名称】《中国科技论文在线》【年(卷),期】2010(5)12【摘要】以简化的新合成路线合成了溴化1-丁基-3-甲基咪唑盐及1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐室温离子液体,并对其纯度进行核磁表征,以使该室温离子液体满足电化学电解质溶剂纯度要求。
采用两锅法,在50℃,反应4h,常温反应8h,惰性气体保护,较温和的方法合成中间体[BMIM]Br;常温,不用惰性气体保护,复分解反应2～4h合成离子液体;采用乙酸乙酯、二氯甲烷、二次重蒸水和无水硫酸镁作为提纯试剂,旋转蒸发仪为仪器对中间体及室温离子液体进行提纯;用循环伏安电位扫描法测试电化学窗口。
产物合成产率在90%以上,电化学窗口-2.0V～+1.4V,无明显氧化还原电流,达到电化学纯度,其电化学性能稳定。
该合成方法简单可行,提纯方法合理、巧妙,该离子液体可以用作电解质溶剂。
【总页数】4页(P963-966)【关键词】应用化学;室温离子液体[BMIM]PF6;电化学窗口;合成【作者】桂劲松;朱开梅【作者单位】桂林医学院药学院【正文语种】中文【中图分类】O69【相关文献】1.氨基酸离子液体［bmim］Gly的合成探索及表征 [J], 张慧;孙秀云;袁萍萍;王连军2.离子液体［BMIm］Cl中木质素基环氧树脂的合成 [J], 陈明强;李文婷;杨忠连;刘珂;甘子玉3.离子液体［ BMIm ］ Cl 的合成与表征 [J], 陈明强;杨忠连;张文涛;曹巍巍4.离子液体［Bmim］Cl 的微波合成及影响因素 [J], 耿哲;祁正兴;李志强;李钦玲;赵海兵;张鹤梅;法晓霞5.月桂酸淀粉酯在［ BMIM ］ BF4离子液体中的酶法合成 [J], 袁久刚;向中林;范雪荣;王强;姚金龙;唐文君;于拥军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种锂离子电池新型聚合物电解质PMMA-Vac的制备及性能研究的开题报告
一种锂离子电池新型聚合物电解质PMMA-Vac的制备及性
能研究的开题报告
题目：一种锂离子电池新型聚合物电解质PMMA-Vac的制备及性能研究
背景：
锂离子电池是当前最为普及的一种二次电池，广泛应用于移动通信、个人电子产品、
电动汽车等领域。
其中电解质是电池的重要组成部分之一，直接影响电池的性能。
传
统的电解质主要为有机溶剂类液态电解质，存在着挥发性大、燃爆性强、环境友好性
差等缺点。
因此，研发一种稳定性好、安全性高、环保的聚合物电解质成为了现代化
新型电池技术的重要研究方向。
研究内容和意义：
本研究旨在合成一种新型聚合物电解质PMMA-Vac，通过研究其物理化学性质和电化
学性能，探索其在锂离子电池中的应用前景。
具体研究内容包括：
1. 合成PMMA-Vac聚合物电解质，并通过FTIR、NMR等手段进行结构表征。
2. 研究PMMA-Vac的热稳定性、溶解性、电导率等物理化学性质。
3. 研究PMMA-Vac在锂离子电池中的电化学性能，包括电解质溶液中的离子传输性能、电池的循环寿命和能量密度等参数。
4. 通过对比和分析，探讨PMMA-Vac电解质与其他电解质的优劣性，确定其在锂离子电池中的应用前景。
本研究将为新型聚合物电解质的合成和应用提供新的实验数据和理论基础，有助于推
动锂离子电池的技术进步和发展。
同时，通过实际操作，有机会了解科学实验的基本
流程和方法，提高实验操作技能和科研能力，为今后的学习和科研打下坚实的基础。
离子液体[BMIM]BF_4的微波合成及其在萃取头孢氨苄中的应用
![离子液体[BMIM]BF_4的微波合成及其在萃取头孢氨苄中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/3eb28bcf2cc58bd63186bde3.png)
６８ｍ Ｂ Ｉ ］ ａｄ ．３ ｇｏ． ．５ Ｌ［ Ｍ Ｍ Ｂ ｎ ５ｇ ｓ ４ ３ Ｍ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｃ ｏ ｖ ｙ ｔ ｅ ｉ ；ｌ ｂ ｔｌ３－ ｔｙ ｉ ｄ ｚ ｌ ｍ ｅｒｆ ｏｏ ｒ ｔ ； ｑ ｅ ｕ ｏ ｐ ａ ｅ ｓ ｓｅ ； ｅａｅ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｍｉ ｒｗａ ｅ ｓ ｈ ｓ ｎ ｓ － ｕｙ － ・ ｈ ｌｍｉａ ｏｉ ｔｔａ ｕ ｒｂ ａ ｅ ａ ｕ ｓ ｔ ・ ｈ ｓ ｙ ｔｍ ｃ ｆ ｘ ｎ ｍｅ ｕ ｌ ｅ ｏ ｗ － ｌ
ｕｄｒｔ ｃｏ ａｅａｓ ｔｎｅ ｈ ｉ ｄｏ Ｂ Ｍ］ Ｆ ｏｌ ｂ ｒｖｄｔ ９ ％ ｉ ｌｓ ｔａ ０ ｒｉ ｏ ａｔｎ ｔ ．Ｔ ｅ ｎ ｅ ｈ ｍｉ ｗ ｖ ｓｉａｃ．Ｔ ｅｙ ｌ ｆ［ ＭＩ Ｂ ４ ｕｄ ｅａｒ ｅ ２ ｎ ｅｓｈ ｎ３ ｎ ｆ ｅｃ ｏ ｍｅ ｈ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｉ ｏ ａ ｒ ｉ ｉ
ｅ ｅｔ ｏ ｅ￣ＵＯ Ｓｗ ・ｈｓ ｓ ｍ ｆ ｍｅ ｙ［ Ｍ Ｍ］ Ｆ ａｄＭｇＯ ｑ ｅｕ ｌｔｎｏ ｅ ｘ ａｔ ｎｏ ｆｅｉ ｅ ｓ ｆ ｃ ｆｈ ［ Ｕ ｏｐａｅｓ ｔ ｒ ｄ ｂ Ｂ Ｉ Ｂ ４ｎ Ｓ ４ ｕｏ ｓ ｏ ｉ ｎｔ ｔ ｃｉ ｆ ｅ ｌ ｎｗ ｒ ａ ｏ ｓ ｔ ｅ ｔ ｙｅ ｏ ａ ｓｕｏ ｈ ｅｒ ｏ ｃａｘ ｅｌ
第２ 第 ｌ ２卷 ２期 ２１ ０ ０年 ｌ ２月
化 学 研 究 与 应 用
Ｃｈ ｍｉａ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｅ ｃ ｌＲ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｉ ｔ ｃ ｏ
Ｖｏ ． ２， ．１ １ ２ Ｎｏ ２ Ｄｅ ｃ．， ０１ ２ ０
文章编 号 ：０ ４ １５ （ ０ ０ １ —５ ５０ １０ ・６ ６ ２ １ ）２ １０ －５
[Bmim]BF4离子液体中丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物的合成及序列结构
![[Bmim]BF4离子液体中丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物的合成及序列结构](https://img.taocdn.com/s3/m/c1ec4b661eb91a37f1115cbd.png)
第３ ３卷 第 ５期
２０ 年 １ ０７ Ｏ月
东 华大 学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｖ ｏ． ３，Ｎｏ ５ １３ ． ｏｃ ． ２ ０ ｔ ０７
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦＤ ｏＮ ＧＨＵＡ ＵＮＩ Ｒ Ｉ ＶＥ Ｓ ＴＹ（ ＡＴＵＲ Ｃ ＥＮ Ｅ Ｎ ＡＬ Ｓ Ｉ Ｃ ）
组的摩 尔分数与单体投料摩 尔分数的关 系． 过计算得到 的三单元序列 摩 尔分数推 算得两单体 的竞聚率 为 ｒ 通 Ａ一
０ ３ ， Ｍ 一 ０ ８ ．同时发 现 ， ＇］ Ｆ 中 ＡＮ和 ＭＡ 的链 增 长过 程 与 Ｂ ｒｏｌ 模 型有 较 大 偏 离 ， 明 Ａ 和 ＭＡ ．３ ｒ ．９ ［ 衄 Ｂ４ ｅｎｕｌ ｉ 说 Ｎ 在 离子 液 体 中的聚 合 过 程 中 ， 长链 邻位 上 的链 节 对端 基 的 选择 性 有 较 大 影 响 ， 合 物 的 各 序 列 增 长 与 反 应 时 阀 、 增 聚
ａ ｃ ｒ ａ ｔｗｉｈＢｅ ｎ ｕｌ ｍｏ ｅ ，ｗｈｃ ａ ｓｔ ｅｐ ｎ ｌｉ ｔ ｎｔｏ ｈ ｒ ｗｉｇ ｃ ａｎｉ ｆｕ ｎ ｅ ｈ ｎ ｃｏ ｄ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｄ ｌ ｉ ｉｈ ｍｅ ｎ ｈ ｅ ｕｔｍａ ｅｕ ห้องสมุดไป่ตู้ ｆ ｅｇ ｏ ｎ ｈ ｉ ｌｅ ｃ ｓｔ ｅｅ ｄ ｔ ｎ
［ｍｉ Ｂ ４ｉ ｐｅｅｃ ｆａｏ ｉｓｂ ｔｒｎｔ ｌ （ ＩＮ）ａ ｉｉａ ｒ Ｃ Ｎ ｐｃｒ ｏ ｅｅａ Ｂ ｍ］ Ｆ ｎ ｒ ｎｅ ｏ ｚｂ ｉ ｕｙｏ ｉ ｉ Ａ Ｂ ｓ ｓｏ ｒｅ ｓ ｎ ｉ ｏ． － ＭＲ ｓｅｔ ｆｓｖｒｌ ｔｔ ａ
ａ ｒ ｌｎ ｔｉ — ｅｈ ｃ ｙａ ｅ ｃ ｐ ｌｍ ｅ ｓ ｃｙｏ ｉ ｌ ｍ ｔ ａ ｒ ｌｔ ｏ ｏｙ ｒ ｗｅｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｅ ｍｓ ｏ ｈ ｉ ｒａ ｎ ｍｅ ｅ ｕ ｎ ｅ Ｔｈ ｒｅ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｒ ｆ ｔ ｅｒ ｔｉｄ ｍｏ ｏ ｒ ｓ ｑ ｅ ｃ ． ｅ
基于格氏反应的镁离子电解液的合成与性质
基于格氏反应的镁离子电解液的合成与性质
曹飞亚;王启新;李濮;幸志荣;宋子钰;张恒;周志彬;冯文芳
【期刊名称】《大学化学》
【年(卷),期】2024(39)3
【摘要】随着“双碳”战略的实施,新能源产业的发展已经成为必然趋势,因而对先进储能技术的需求也日益增加。
其中,电化学储能技术发展较为迅速,是当前学术界
和产业界的研究热点。
与锂离子电池相比,镁电池具有能量密度高、成本低、环境
资源友好等优势,是下一代电池技术发展的重要方向之一。
在传统非水电解液中,金
属镁负极易形成低离子导电性的钝化层,阻碍镁离子的电化学沉积/溶出,极大限制了镁电池的发展。
因此,探索有效的镁离子电解液体系是提升镁电池性能的关键要素。
本工作以经典有机化学实验“格氏反应”为切入点,聚焦于镁离子非水导体的制备
及其在镁电池体系的应用探索,将有机化学基础理论知识与前沿电化学储能技术相
结合,帮助学生拓展科学视野,激发学习兴趣,同时提高能源安全意识和科学素养。
【总页数】10页(P359-368)
【作者】曹飞亚;王启新;李濮;幸志荣;宋子钰;张恒;周志彬;冯文芳
【作者单位】华中科技大学化学与化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】G64;O6
【相关文献】
1.离子选择性电极—逆格氏作图法测定镁合金微弧氧化衰变电解液中氟离子浓度
2.3-酰基焦脱镁叶绿酸甲酯的格氏反应及其叶绿素衍生物的合成
3.多孔有机骨架:基于傅氏烷基化反应的合成与气体吸附性质
4.焦脱镁叶绿酸-a甲酯的E-环格氏反应及其脱氧衍生物的合成
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
_bmim_BF_4离子液体的制备及其催化酯化反应研究_杨辉琼
2. 2. 2 反应物摩尔比对酯化反应的影响
按操作步骤 1. 2. 4 只改变反应物摩尔比进行试 验 ,考察乙酸钠与苄氯摩尔比对酯化反应的影响 ,试 验结果如图 2 所示 . 随摩尔比的增加 ,转化率逐渐增 大 ,当乙酸钠与苄氯摩尔比为 1. 4: 1 时 ,氯苄转化率 基本达到最大 , 继续增大摩尔比 , 转化率增加不明 显 ,而且在 2. 5 h 前还略有降低 , 这可能是因为过多 的乙酸钠使其达到熔点的时间略有滞后所致 , 所以 乙酸钠与苄氯的最佳摩尔比为 1. 4: 1. 另一方面 ,当 摩尔比提高时 , 反应速率也显著加快 , 当摩尔比为
60 ℃ 时乙酸钠熔融为液态 ,并与离子液体混溶为均
2 结果与讨论
2. 1 离子液体的制备 2. 1. 1 反应温度对一步环合法反应的影响
按操作步骤 1. 2. 1 只改变反应温度进行此步合 成反应 . 所得结果见表 1.
表 1 反应温度对一步环合法反应的影响
温度 ( ℃)
[ m im ]收率 ( % ) 60 66. 97 70 78. 82 80 72. 28
第 18 卷第 1 期 湖 南 工 程 学 院 学 报 Vo1. 18. No. 1 2008 年 3 月 Journal of Hunan Institute of Engineering M ar . 2008
[ bm im ]BF 4 离子液体的制备及其催化酯化反应研究
杨辉琼 , 易 翔
(湖南工程学院 化学化工系 ,湖南 湘潭 411104)
摘 要 : 本文采用一步环合法合成了 N - 甲基咪唑 ,再由 N - 甲基咪唑和溴代正丁烷合成了中间体溴 化 1 - 丁基 - 3 - 甲基咪唑 ,中间体再经过离子交换得到 1 - 丁基 - 3 - 甲基咪唑四氟硼酸盐 ( [ bm im ] B F4 )离子液体 . 在该离子液体介质中 , 氯苄和乙酸钠反应高效合成了乙酸苄酯 . 结果表明 : 以 [ bm im ] B F4 为溶剂和催化剂乙酸钠与苄氯的摩尔比为 1. 4: 1,反应温度为 60 ℃,反应时间为 2. 5 h,氯苄转化率 可达 95%. 而且产物易于分离 ,离子液体可重复使用 . 中间体和产物结构经 FT - IR 表征 . 关键词 : 离子液体 ; 1 - 丁基 - 3 - 甲基咪唑四氟硼酸盐 ; 制备 ; 乙酸苄酯 中图分类号 : TQ252. 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 119X ( 2008 ) 01 - 0080 - 04 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 . 离子液体具有一系列的 优点 : 几乎没有蒸气压 , 不挥发 , 无色 , 无嗅 , 具有较 大的液相范围 ,较好的化学稳定性和较宽的电化学 窗口 . 室温离子液体这些特殊性能 , 不仅为化学反 [4 - 5] 应 提供了一个崭新领域 , 而且对解决现代工业 带来的环境污染问题将会有突破性进展 , 是一种理 [6 - 7] 想的绿色化学溶剂 . 乙酸苄酯是应用最为广泛的香料之一 , 世界年 需求量达 1. 2 万吨 . 其合成主要有浓硫酸酯化法和 乙酐 一 苯 甲 醇 法 以 及 氯 苄 一 乙 酸 钠 法 三 种 技 术 . 由于浓硫酸污染环境 、 腐蚀设备 ; 氯苄一乙酸 钠法近年来研究比较广泛 ,但其原工艺用到三乙胺 、 吡啶等挥发性强 、 毒性大的有机溶剂 . 而且上述三种 途径在合成过程中都面临着反应温度高 、 反应时间 长、 能耗大等问题 . 因此 , 开发高效而且环境友好的 催化合成体系合成乙酸苄酯是非常必要的 . 本文采用离子液体 ( [ bm im ]B F4 ) 为溶剂和催 化剂 ,在三水合乙酸钠 /离子液体体系中高效地实现 了氯苄和乙酸钠反应合成乙酸苄酯 , 克服了传统工 艺的缺点 ,该工艺简单易分离 、 反应条件温和 、 无毒 性溶剂 、 产率高 ,是一种理想的绿色化学合成法 .
P_MMA_MAh_凝胶聚合物电解质的制备及其性能
P(MMA2MA h)凝胶聚合物电解质的制备及其性能3王书会,颜红侠,马晓燕,黄 韵,张启路(西北工业大学应用化学系,陕西西安710072)摘 要: 以自制的甲基丙烯酸甲酯与马来酸酐的共聚物(P(MMA2MAh))为基体,丙烯碳酸酯(PC)为增塑剂,LiClO4为锂盐,制备成凝胶聚合物电解质(GPE);采用交流阻抗法、差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(T GA)对此GPE的电性能及热性能作了研究,并且研究了不同配比及温度对其离子电导率的影响。
结果表明,以P(MMA2MAh)为基体的GPE与PMMA基GPE相比,共聚型P(MMA2MAh)的凝胶体系较好的成膜性和热稳定性;当共聚物含量为60% (质量分数)时,凝胶体系的玻璃化转变温度为27.28℃,质量损失为5%时热分解温度为145℃;当共聚物含量为45%(质量分数)时,凝胶聚合物电解质的综合性能较好;且共聚物P(MMA2MAh)基GPE的离子电导率与温度的关系服从Arrhenius方程。
关键词: P(MMA2MAh);凝胶聚合物电解质;电导率中图分类号: TM911文献标识码:A 文章编号:100129731(2008)05207752041 引 言聚合物锂离子电池的技术核心是采用聚合物基质作为电极与电解质的骨架结构,液态电解质分子固定在其中,从而电极和电解质内部具有高的离子导电性。
聚合物锂离子电池的关键技术是制备聚合物电解质,要求聚合物电解质具有高的离子传导率、适宜的机械强度、柔韧性和化学及电化学稳定性等[1]。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为凝胶聚合物电解质(GPE)的基体材料,由于其结构单元中有一羰基侧基,与碳酸酯类增塑剂中的氧有很强的相互作用,因此能够包容大量的液体电解质,且PMMA系列凝胶电解质对锂电极有较好的界面稳定性,与金属锂电极的界面阻抗低[2,3]。
但是,PMMA基GPE机械强度较低、结构稳定性较差、Li+离子迁移数偏低(阳离子迁移数一般不超过0.5)、难以与电极充分接触[4],影响了其进一步应用。
离子液体[Bmim]Br和[Bmim]PF6的合成及其物化性质研究
![离子液体[Bmim]Br和[Bmim]PF6的合成及其物化性质研究](https://img.taocdn.com/s3/m/3e441cd58bd63186bcebbc94.png)
（ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ， Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，
第２ ９ 卷
第 ５ 期
天 津科 技大学学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｔｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｌ ０ １ ． ２ ９ ＮＯ ． ５ ０ｃ ｔ ． ２ ０１ ４
（ ［ Ｂ ｍｉ ｍ］ ｅ Ｆ ６ ） ， 研究 了超声处理时 间、 超声频率和原料物质的量比对［ Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｂ ｒ产率的影响 ， 以及 超声处理时间 、 超声频 率和溶剂与『 Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｂ ｒ的质量 比对［ Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｐ Ｆ ６ 产率的影响． 结果表明 ： 超声处理时间 、 超声频率 、 原料溴代正丁烷与 Ｎ＿ 甲基咪唑物质的量比分别为 ５ ０ｍｉ ｎ 、 ２ ０Ｈｚ 、 １ ． １时， 『 Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｂ ｒ产率可达到 ９ ８ ． ８ ８ ％； 在超声处理 时间 、 超声频率 、 溶剂与 ［ Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｂ ｒ 的质量 比分别为 ５ ０ ｍｉ ｎ 、 ２ ０ Ｈ ｚ和 １ ． ５时 ， ［ Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｐ Ｆ ６ 产率可达到 ８ ６ ． ５ ４ ％． 采 用红外光谱 、 紫外吸收光谱和核 磁 共振 氢谱对 ［ Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｂ ｒ进行 结构表征 ， 同时采用对比法 ， 利 用红 外光谱 、 紫外吸收光谱 对［ Ｂ ｍｉ ｍ］ Ｐ Ｆ ６ 进行表 征 ， 并分
bmimbf4分子式
bmimbf4分子式bmimbf4是一种离子液体，其分子式为[C4H9N2][BF4]。
离子液体是一类特殊的液体，由离子构成，具有较低的蒸汽压和较高的热稳定性。
bmimbf4作为一种常见的离子液体，在许多领域中具有广泛的应用。
bmimbf4在化学领域中被广泛用作溶剂。
由于其良好的溶解性能和稳定性，bmimbf4能够溶解许多有机物和无机物，尤其是一些难溶于传统有机溶剂的化合物。
这使得bmimbf4成为一种理想的溶剂，用于催化反应、合成有机化合物以及分离和提纯化合物等方面。
bmimbf4还在电化学领域中具有重要应用。
由于其较宽的电化学窗口和良好的电导率，bmimbf4可用作电解质，用于电池、超级电容器和电化学传感器等设备中。
它不仅能够提供离子传导路径，还能够稳定电极界面，提高电化学性能。
bmimbf4还被广泛应用于材料科学领域。
由于其独特的结构和性质，bmimbf4可以与一些功能性材料相结合，形成新型的复合材料。
这些复合材料在光电、磁性、催化等方面具有特殊的性能，可用于传感器、光催化剂、储能材料等领域。
bmimbf4还在环境保护领域中发挥着重要作用。
由于其低挥发性和良好的溶解性，bmimbf4可用作挥发性有机物的吸附剂，用于大气污染物的捕获和处理。
总的来说，bmimbf4作为一种离子液体，在化学、电化学、材料科学和环境保护等领域中具有广泛的应用。
其独特的结构和性质使得它成为一种理想的溶剂和电解质，并能与其他材料相结合形成新型复合材料。
随着对离子液体的研究和应用的不断深入，相信bmimbf4将会在更多的领域中发挥其重要作用，并为人们的生活和工作带来更多的便利和发展。
离子液体分离能力与其分子结构间的构效关系研究
离子液体分离能力与其分子结构间的构效关系研究李文秀;张利月;李继鹏;张志刚;张弢【期刊名称】《沈阳化工大学学报》【年(卷),期】2017(031)004【摘要】通过气液相平衡实验分别测量不同摩尔分数下[EMIM][DEP]和[BMIM][DBP]在乙酸乙酯-甲醇,[EMIM][DEP]、[BMIM][DBP]和[BMIM][DEP]在乙酸乙酯-乙醇以及[BMIM][BF4]、[BMIM][Br]和[BMIM][Ac]在乙酸乙酯-异丙醇体系中的选择性.从有机化学的角度分析这些离子液体分离性能与其分子结构的关系.结果表明阴离子极性的增加、阳离子和阴离子中烷基侧链的减短都有利于离子液体在这些体系中分离性能的提高.用COSMO-thermX量子化学计算软件对上述含有离子液体的三元体系的选择性进行计算,计算结果与实验测量得到的趋势一致.【总页数】6页(P289-294)【作者】李文秀;张利月;李继鹏;张志刚;张弢【作者单位】沈阳化工大学辽宁省化工分离技术重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学辽宁省化工分离技术重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学辽宁省化工分离技术重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学辽宁省化工分离技术重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学辽宁省化工分离技术重点实验室,辽宁沈阳110142【正文语种】中文【中图分类】TQ028.3+1【相关文献】1.离子液体分离能力与其分子结构间的构效关系研究 [J], 李文秀;张利月;李继鹏;张志刚;张弢;2.新磺酰脲类化合物的合成、结构及构效关系研究(Ⅵ)-N-[2-(4-甲基)嘧啶基]-2-甲酸甲酯-苄基磺酰脲的晶体及分子结构 [J], 姜林;李正名;翁林红;冷雪冰3.卤代苯化合物的生物活性与分子结构的定量构效关系研究 [J], 李珊珊;吴启勋4.润滑油基础油分子结构与黏度指数构效关系研究 [J], 宋春侠;张智华;刘颖荣;王威;刘泽龙5.应用分子图形学、分子力学、量子化学及静电势研究农药分子结构与性能关系(ΧⅢ)──用比较分子力场方法研究4-肟醚基喹唑啉类化合物的结构与抗烟草花叶病毒活性的三维构效关系 [J], 方亚寅;王霞;李慧英;马翼;袁满雪;黄润秋;赖城明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
BMIMBr水泥基电解质的制备及其在结构超级电容器中的应用
BMIMBr水泥基电解质的制备及其在结构超级电容器中的应
用
李建栋;杨震樱;丁扬飞
【期刊名称】《硅酸盐通报》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】为了提高离子电导率和电化学性能,本文选用室温离子液体1-丁基-3-甲
基咪唑溴化物(BMIMBr)作为氧化还原活性添加剂,制备了一种具有高离子电导率和良好力学性能的水泥基电解质,该材料可用于制作结构超级电容器。
结果表明,含20%(质量分数)BMIMBr的水泥基电解质的离子电导率最高,为35.91 mS·cm^(-1)。
BMIMBr能够提供可产生还原反应的Br-,同时增加游离态离子的数量,这有利于电
解质中的离子传导,并获得更高的比电容。
当电流密度为0.05 A·g^(-1)时,结构超
级电容器具有20.07 F·g^(-1)的高比电容。
恒定电流充放电循环1 000次后,电容
保持率达到83.6%,库伦效率为97.56%,展现了良好的循环寿命。
【总页数】8页(P509-516)
【作者】李建栋;杨震樱;丁扬飞
【作者单位】绍兴职业技术学院建筑与设计艺术学院;同济大学先进土木工程材料
教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
【相关文献】
1.离子液体基凝胶电解质的制备及其在超级电容器中的应用
2.大豆蛋白水凝胶电解质的制备及在固态超级电容器中的应用
3.具有抗冻特性的水凝胶电解质的制备及其在固态超级电容器中的应用
4.苯硼酸水凝胶电解质的制备及其在柔性超级电容器中的应用
5.海藻酸钙基凝胶电解质用于纤维超级电容器的连续化制备
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
锂单离子导电聚合物电解质的制备及界面稳定性
锂单离子导电聚合物电解质的制备及界面稳定性王子阳;付茹;邹海凤;陈卓;程琥【期刊名称】《精细化工》【年(卷),期】2024(41)2【摘要】以苯乙烯磺酰(三氟甲基磺酰)亚胺锂(Li STFSI)、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGM)和2,2,3,3-四氟丙基甲基丙烯酸酯(TFMA)[或甲基丙烯酸八氟戊酯(OFMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)]为单体,合成了3种锂单离子导电聚合物电解质,并将其制成了隔膜,组装了CR 2025扣式电池。
采用FTIR、SEM、EIS和线性扫描伏安法对隔膜进行了表征,对CR 2025扣式电池进行恒电位间歇滴定法测试。
结果表明,合成的电解质膜具有较高的离子电导率(90℃,2.0×10^(-5)S/cm)、较宽的电化学稳定窗口(4.5 V)和高的锂离子迁移数(≈1)。
电解质膜拥有较高的锂离子扩散系数(60℃,≥3.7×10^(-9)cm^(2)/s)。
经热处理后,电解质膜与锂金属的界面稳定性得到明显提升,这归因于含氟侧链基团在聚合物电解质表面的富集。
【总页数】6页(P358-363)【作者】王子阳;付茹;邹海凤;陈卓;程琥【作者单位】贵州师范大学化学与材料科学学院;贵州省功能材料化学重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ317;TM912;TB323.2【相关文献】1.聚苯并咪唑-锂盐-聚乙二醇单甲醚共混全固态聚合物电解质的制备及性能2.侧挂聚醚和烷基磺酸锂的单离子梳状聚合物电解质的合成与性能3.新型单离子聚醚/聚氨酯固体电解质制备及其离子导电性4.单离子型全氟凝胶聚合物固体电解质的结构与离子导电性能5.单离子导电聚合物电解质膜的制备及电化学性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
、 共混
［810 ］
、 交联
［11 ］
或添
的方法对 PMMA 基体进行改性， 在保持
高离子电导率的同时提高其机械强度 。 3本文采用不饱和离子液体溴化 1乙烯基丁 基咪唑盐与 MMA 共聚， 离子液体 BMIMBF4 作为增 首先合成出可溶性的二元共聚物 ， 进一步制备 塑剂， VBIMBr ） 凝胶型离子液体聚 了 BMIMBF4 / P （ MMAX 射线衍射、 合物电解质， 运用红外光谱、 扫描电镜、 热重分析和电化学交流阻抗等方法对聚合物和聚合 物电解质的性质进行了研究。采用该方法既可以增 加聚合物电解质的机械强度， 又可使离子液体增塑 剂能与聚合物完全兼容， 有助于提高离子导电能力， 具有理论研究和实际应用价值。
10 － 2 Hz； 每个测量温度测量前恒温 0． 5 h。
11Biblioteka 1实验部分试剂与仪器 N乙烯基咪唑； 溴代正丁烷 （ 用前蒸馏提纯 ） 、
2
2． 1
结果与讨论
聚合物的红外光谱分析 采用 KBr 压 片 法 制 样， 对 PMMA 和 P （ MMA-
偶氮二异丁腈（ 用前用丙酮重结晶 ） 均为化学纯； 甲 基丙烯酸甲酯、 氯仿、 无水乙醇、 丙酮均为分析纯； 13丁基甲基咪唑四氟硼酸盐 （ 用前 60 ℃ 真空干燥 12 h） 。 FA2004 型分析天平； DF101S 型集热式恒温加 52AA 型旋转蒸发仪； FA2004 型 热磁力搅拌器； ＲE6030 型真空干燥箱； ＲST 电化 超声波清洗器； DZF学工作站。 1． 2 1． 2． 1 合成 合成 3溴化 1乙烯基丁基咪唑盐 （ VBIMBr ） 的 取 12． 0 g（ 0． 13 mol） N乙烯基咪唑加入带回
－1 从上述图表可知， 在 1 633 cm 附近无明显的
第5 期
VBIMBr） 凝胶型离子液体聚合物电解质的合成与性能 李喜德等： BMIMBF4 / P（ MMA-
783
CC 特征吸收峰， 证明 MMA 和 VBIMBr 通过各自 的双键打开发生了聚合反应。 2． 2 聚合物材料的 XＲD 分析 VBIMBr） 的 XＲD 图。 图 2 为 PMMA 和 P（ MMA-
－3 BMIMBF4 / P（ MMAVBIMBr） 质量配比为 2 时， 离子电导率高达 2． 77 × 10 S / cm （ 20 ℃ ） ， 且离子电导率随着温度
的升高而迅速增加， 电导率温度曲线符合 Arrhenius 方程。 13关键词： 离子液体； 聚甲基丙烯酸甲酯乙烯基丁基咪唑溴； 聚合物电解质； 离子电导率 中图分类号： TQ 317 文献标识码： A 文章编号： 1671 － 3206 （ 2014 ） 05 － 0781 － 04
2． 5
由图 2 可知， 由于 VBIMBr 的加入， 破坏了聚合 P （ MMA物的规 整 结 构， 结 晶 状 态 发 生 了 变 化， VBIMBr） 的衍射峰减弱， 体系中的无定形相 增 多。 P（ MMAVBIMBr） 链中大的下垂官能团限制了聚合 物高分子链的紧密堆积， 增加了空隙体积。 而链的 这将降低非晶态 分离增加了聚合物的平移流动性， 降低了聚合物电解质 聚合物的 T g 。无定形相增多， 中链运动的能量壁垒， 提高离子的传输能力。 2． 3 聚合物材料的微观形貌 VBIMBr ） （ B ） 的 图 3 为 PMMA （ A ） 和 P （ MMA扫描电镜图。
谱带归属 O—H 键伸缩振动或 Br…H 分子间氢键 咪唑环上 C—H 伸缩振动 饱和 C—H 伸缩振动 酯羰基的伸缩振动 咪唑环的骨架振动 酯上 C—O—C 伸缩振动 咪唑环面外变形振动
吸收带波数 / cm － 1
［ P（ MMAVBIMBr） ］共 聚 物 的 合 成
VBIMBr （ 0． 03 mol ） 、 7． 01 g 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 （ 0． 07 mol） 、 30 mL 氯仿以及 0． 14 g 引发剂 AIBN N2 保 装入带有回流冷凝管的 100 mL 三颈烧瓶中， 磁力搅拌并加热至 70 ℃ ， 保持恒温反应 12 h。 护下， 旋转蒸发去除溶剂， 用适量无水乙醇溶解， 再用大量 沉淀用去离子水洗涤数次， 去离子水将产物析出， 80 ℃ 真空干燥 24 h 至恒重， 得到淡黄色固体粉末，
Synthesis and properties of BMIMBF4 / P（ MMAVBIMBr ） ionic liquidpolymer gel electrolyte
LI Xide， LIU Hongtao， LIU Kaiyu， CAO Bianmei， CHEN Guohui
（ College of Chemistry and Chemical Engineering， Central South University， Changsha 410083 ， China）
DOI:10.16581/ki.issn1671-3206.2014.05.018
第 43 卷第 5 期 2014 年 5 月 应 用 化 工 Vol． 43 No． 5 May 2014
Applied Chemical Industry
BMIMBF4 / P （ MMAVBIMBr） 凝胶型离子 液体聚合物电解质的合成与性能
VBIMBr） 进行红外分析， 测定波数范围为 4 000 ～ 400 cm － 1 ， 结果见图 1 ， 主要吸收谱带见表 1 。
流 冷 管 的 100 mL 三 颈 烧 瓶 中，滴 加 20． 5 g （ 0． 15 mol） 正 溴 丁 烷， N2 保 护 下 ， 80 ℃ 搅 拌 反 应 6 h， 得深棕色油状液体， 用 30 mL × 3 乙酸乙酯洗 80 ℃ 真空干燥至恒重， 涤， 以除去少量残余的原料， 得到 深 棕 色 油 状 液 体 VBIMBr 26． 92 g， 产率为 91． 3% 。 1． 2． 2 13甲基丙烯酸甲酯乙烯基丁基 咪 唑 溴 将 6． 93 g
3 437 3 155 ， 3 074 2 996 ， 2 953 1 730 1 555 ， 1 462 1 243 843 ， 753 ， 656
图 1 聚合物红外光谱 Fig． 1 FTIＲ spectra of polymer a． PMMA； b． P（ MMAVBIMBr） 表1 Table 1 P（ MMAVBIMBr） 特征峰数据 Characteristic peaks of P（ MMAVBIMBr）
［2 ］ ［1 ］
良好的热和电化学稳定性， 被认为是聚 离子电导率， 合物盐体系中合适的电解质盐
［3 ］
。 PMMA 有电子
C —O—C 中 O 原子提供， 对， 分别由 CO、 能与无
+ + H+， 机盐中阳离子， 如 Li ， 和 Na 配位， 形成聚合
。
由于其可忽略不计的低蒸气压， 高
盐复合物， 提供离子传导 物-
李喜德， 刘洪涛， 刘开宇， 曹变梅， 陈国辉
（ 中南大学 化学化工学院， 湖南 长沙 410083 ）
摘
3要： 以甲基丙烯酸甲酯（ MMA） 和 1乙烯基丁基咪唑溴盐 （ VBIMBr ） 为单体， 通过自由基溶液聚合制备了无
13VBIMBr ） ］ ， 规共聚物聚（ 甲基丙烯酸甲酯乙烯基丁基咪唑溴盐） ［P （ MMA并以此聚合物为基体， 离子液体 13VBIMBr ） 凝胶型离子液体聚合物 丁基甲基咪唑四氟硼酸盐（ BMIMBF4 ） 为增塑剂， 制备了 BMIMBF4 / P （ MMAX 射线衍射（ XＲD） 、 电解质， 采用红外光谱（ FTIＲ） 、 扫描电镜（ SEM） 、 热重分析 （ TG ） 和电化学交流阻抗 （ EIS ） 等方 聚合物电解质膜具有优良的热稳定性和机械强度 ； 当 法对聚合物和聚合物电解质的性质进行了研究 。结果表明，
［4 ］
。 但 PMMA 机械强
0210 0303 收稿日期： 2014修改稿日期： 2014： （ 20976198 ） 基金项目 国家自然科学基金面上项目 作者简介： 李喜德（ 1987 － ） ， 男， 湖南郴州人， 中南大学在读硕士研究生 ， 师从陈国辉教授， 从事聚合物电解质研究 。 电 E － mail： lixide949@ 126． com 话： 18874251145 ， ch@ 163． com 通讯联系人： 陈国辉（ 1969 － ） ， 男， 湖南耒阳人， 教授， 从事有机高分子合成研究 。E － mail： gh-
782
应用化工
第 43 卷
度较差， 为了提高 PMMA 基凝胶聚合物电解质的性 能， 人们采用包括共聚 加填料
［1213 ］ ［57 ］
真空保存待用。 1． 3 聚合物电解质的制备 VBIMBr ） 和增 称取干燥后一定质量的 P （ MMA塑剂 BMIMBF4 （ 质量比从 1 ∶ 1 ～ 1 ∶ 4 ） ， 在室温下用 搅拌 12 h， 制备具有一定粘度的聚合物 丙酮作溶剂， 电解质浆液， 在自制模具槽中延流成膜， 让丙酮缓慢 挥发， 然后 80 ℃ 真空干燥 24 h， 真空保存待用， 将所 VBIMBr ） nBMIMBF4 ， 其中 n 得的膜标记为 P（ MMAVBIMBr） 质量比。 为 BMIMBF4 与 P（ MMA1． 4 聚合物电解质电导率的测定 将聚合物电解质膜夹于两不锈钢电极片之间， 组装成模拟电解池， 采用电化学工作站进行交流阻
解质体系。
图4
VBIMBr） 2BMIMBF4 凝胶聚合物电解质 P（ MMA的 TG 曲线 Fig． 4 The TG curves of P（ MMAVBIMBr） 2BMIMBF4 polymer gel electrolytes
图 2 聚合物 XＲD 图谱 Fig． 2 XＲD pattern of polymer