咪唑类离子液体的合成、表征及应用的研究

咪唑类离子液体的合成、表征及应用的研究

王传颖[1]2008年在《1-羟基-3-烷基咪唑类离子液体的合成、表征及应用》文中研究指明离子液体(英文名为room temperature ionic liquids,简写为RTILs)是在室温或近于室温下呈液态的由离子构成的物质,又称室温熔融盐。离子液体以其具有可以忽略的蒸汽压、特殊的溶解性、热稳定性、导电性和宽的电化学窗口等特点成为传统有机溶剂的理想替代品,已经或正在有机合成、电化学、制备纳米材料等领域被广泛应用。开展离子液体相关方面的研究工作符合绿色化学发展的需要,是近年来世界各国研究者共同关注的热点。本文以制备两种含有羟基和烷基碳长链的咪唑类离子液体及其中一种离子液体在防止铝腐蚀和制备纳米VO_2方面的应用为研究对象,主要内容包括:1.首先采用溶剂热法并利用咪唑和溴代十二烷或溴代十六烷作为反应原料在高压釜中合成叔胺(1-十二烷基咪唑或1-十六烷基咪唑),通过单因素试验对反应的影响因素进行了研究;然后用已制备的叔胺1-十二烷基咪唑和1-十六烷基咪唑分别与2-氯乙醇进行反应制备了离子液体氯化1-羟乙基-3-十二烷基咪唑和氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑,同时通过单因素试验对反应的影响因素进行了研究,确定了最佳的工艺条件;最后利用核磁共振、红外光谱和紫外光谱对离子液体的分子结构进行了表征。2.通过X射线粉末衍射和差示扫描量热仪(DSC)对所制备的两种离子液体的晶体结构和热稳定性进行了表征;并重点测定了氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑的电导率、表面张力等物理化学性质。为本文的后续研究工作奠定了基础。3.采用失重法研究了离子液体氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑在盐酸和硫酸的混合腐蚀系统中对铝的缓蚀性能;测定并计算了在60~90℃的温度范围内的不同浓度的强酸性溶液中不添加和添加不同质量该离子液体铝的腐蚀速度;并在温度为70℃、硫酸为0.5mol/L、盐酸为1mol/L的条件下把该离子液体与乌洛托品进行了比较。4.通过水热法利用离子液体氯化1-羟乙基-3-十六烷基咪唑和V_2O_5为原料制备纳米VO_2;利用X射线粉末衍射和透射电镜对产物进行了表征;同时研究了纳米VO_2作为活性物质的电容性能和电池性能。

刘潮清[2]2014年在《酯基取代的咪唑类离子液体的合成、表征及特性研究》文中指出离子液体具有蒸汽压低、热稳定性好、溶解能力强和可设计等优点,从而被广泛应用于化学合成、催化、萃取分离和材料科学等领域。随着对离子液体理论研究的深入及应用技术的快速发展,根据特定需求来设计和开发具有特殊功能的离子液体变得越来越具有实际意义。本论文的主要研究内容如下:(1)根据室内空气中半挥发性有机污染物的代表物邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和2,2',4,4'-四溴联苯醚的结构特点,运用两步法设计合成了五种带有酯基官能团的离子液体[MIMCH2COOCH3]NTf2、[MIMCH2COOCH2CH3]NTf2、[MIMCH2COOCH2CH2CH3]NTf2、[MIMCH2C6H4COOCH3]NTf2和[MIMCH2C6H4COOCH2CH3]NTf2。(2)采用紫外、红外、核磁和质谱四大光谱对合成的五种离子液体的结构进行表征,同时采用有机元素分析仪测定了C、H和N元素的含量,实验值与理论值相符,结果表明合成了我们预期的目标产物。(3)对新合成的离子液体的物理化学性质进行研究,测定了溶解度、热稳定性、电化学窗口和电导率,研究结果表明:离子液体在有机溶剂中的溶解性质与溶剂的极性有关,不溶于极性最强的水和极性弱的四氯化碳以及正己烷;离子液体随着阳离子上取代基链长的增加,初始分解温度逐渐降低;五种离子液体的电化学窗口3V左右,都具有较高的电化学稳定性;温度、溶剂和浓度叁个因素对离子液体电导率均有影响,相同浓度下离子液体电导率随温度升高而增大,离子液体的导电能力与溶剂有关,不同溶剂中表现出的导电能力有所不同,在实验测定的浓度范围内,离子液体与不同溶剂形成的二元体系的电导率都随离子液体浓度的增加而升高。(4)利用气相色谱法,对离子液体进行了热力学性质的研究。以离子液体[BMIM]NTf2、[MIMCH2COOCH2CH3]NTf2、[MIMCH2COOCH2CH2CH3]NTf2和[MIMCH2C6H4COOCH2CH3]NTf2作为固定相,测定了不同温度下探针分子的热力学参数。结果表明:①在同一根色谱柱上,各探针分子Vg0随着温度的升高逐渐减小。②烷烃类探针分子的Ω∞1值均在10以上,为所研究的四种离子液体的不良溶剂;乙酸乙酯和2-戊酮为良溶剂。③烷烃的摩尔蒸发焓随着烷基链长度的增加而变大;所有探针分子被离子液体表面吸收为放热的自发过程;探针分子烷烃和甲醇与离子液体的无限稀释混合是吸热过程,而乙酸乙酯和2-戊酮与离子液体的无限稀释混合属于放热的自发过程。④根据测定对象的不同,∞12值随着温度的升高可能会相应地增大或减小。⑤溶解度参数数据表明,所研究的各离子液体是质子供给体同时也是质子接受体,而且提供质子的能力强于接受质子的能力。(5)采用比较色谱法,以商购的离子液体[BMIM]NTf2为固定液制成参比柱,以新合成的五种离子液体分别为固定液制成样品柱,用合成的新离子液体与其进行比较,结果表明[MIMCH2COOCH3]NTf2在极性和酯类选择性方面可能更符合我们进一步的应用。

李春阳[3]2016年在《咪唑类离子液体的设计合成及其在PVA基电解质膜中的应用研究》文中指出离子液体(ionic liquids,ILs)是完全由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的盐类化合物,这种典型的结构特征,使得其具有相对良好的离子导电性、低熔点和宽液程等特性,为新型导电功能材料的构筑提供了新的思路。依据结构的可设计性,设计合成出不同结构和性质的离子液体,并将其引入特定电解质膜体系中制备出不同性能的离子液体型聚电解质膜。该电解质具有离子传输、低相变温度、高热稳定性、特殊极性环境及机械强度等特点,有助于解决目前储能材料、智能敏感材料、微型元器件及光电转换与传感器等在低温或高温极端条件下的离子传输减弱问题。本论文从分子结构设计的角度出发,以1,2-二甲基咪唑、卤代烷烃和卤代酯为反应物,设计合成了叁烷基咪唑类离子液体([AMMIM][PF6])和含酯基咪唑类离子液体([EMMIM][PF6])。通过循环伏安法(CV曲线)测定了这两类离子液体的阳极氧化电位和阴极还原电位,分析了其电化学稳定性以及结构变化对其稳定性的影响。同时研究了所合成离子液体的红外光谱特征吸收峰、核磁波谱特征峰及热稳定性等,并系统地研究了离子液体-水二元体系的导电性。结果表明,(1)[AMMIM][PF6]和[EMMIM][PF6]均具有良好的导电性、高的电化学稳定性及热稳定性。其电导率高于103μS·cm-1,电化学窗口均高于5V,且在离子液体-水二元体系的低浓度范围内离子迁移均符合Arrhenius导电行为。(2)对比[AMMIM][PF6]和[EMMIM][PF6],含酯基咪唑类离子液体的电化学窗口与其二元体系的电导率相对较大,其热稳定性彼此接近。进一步将[AMMIM][PF6]和[EMMIM][PF6]引入到PVA基电解质膜的溶胶体系中,成功制备出不同结构和性能的离子液体型PVA基电解质膜。与空白实验相比,该膜的初始热失重温度提高了70 o C左右。PVA基电解质膜的电导率均大于10-5 m S·cm-1,含酯基离子液体型PVA基电解质膜的导电性相对较好,且随着酯基链的增长其导电性能略有减小。离子液体的引入有助于PVA基电解质膜电导率、热稳定性的提高以及无定形区域形成,这在一定程度上为新型导电功能材料的制备提供了新的思路和参考。

常梁梁[4]2014年在《氮杂环羧酸类离子液体及其配合物的合成和性质研究》文中提出离子液体作为一种被人们普遍关注的新型可设计性溶剂,具有广泛的研究和应用。设计合成功能化的离子液体并开发其应用是研究者们的重要任务之一。作为国家自然科学基金项目(No.21173069)的一部分,本文设计合成了一系列氮杂环羧酸类离子液体,测定了部分离子液体的晶体结构和物理化学性质,研究了在水热合成条件下,锌、铅和稀土金属元素与氮杂环羧酸类离子液体形成的金属-有机骨架化合物的结构和性质,为探讨金属离子-氮杂环酸性离子液体有机骨架化合物的合成规律,开发其潜在应用提供了参考。本论文主要工作如下:1.设计合成并纯化了12种氮杂环羧酸类离子液体。利用红外光谱、核磁共振氢谱、电势滴定、热分析等技术对合成的12种离子液体进行了结构表征和性质测试,同时培养了5种离子液体的单晶并测试了其结构。2.通过水热法和挥发法,成功构筑了5个基于氮杂环羧酸类离子液体的Zn(II)的有机骨架化合物,利用红外光谱(FT-IR)、热重-差热(TG-DSC)、X-射线衍射及荧光光谱等技术对得到的晶体配合物进行了研究。结果显示联吡啶羧酸类离子液体作为配体的热稳定性不如咪唑羧酸类离子液体作为配体的稳定性好,原因可能是配体骨架结构不同。3.水热法合成条件下,以咪唑羧酸类离子液体为主配体,利用离子液体羧基的配位能力,尝试合成了3种金属Pb(II)的有机骨架化合物,对合成的这叁种配位化合物的晶体结构进行了测定;同时利用红外光谱、TG-DSC、X-射线衍射及荧光光谱等技术对晶体配合物进行了表征和分析。实验结果表明,在吡啶类辅助配体存在时,咪唑类离子液体的配位能力明显减弱。4.选择合成的离子液体[CH2COOHimCH2COOH]Br作为配体,利用水热法设计合成了3种稀土金属有机骨架化合物。利用红外光谱、TG-DSC、X-射线衍射、单晶结构衍射、荧光光谱等技术对配合物进行了相应的测试和表征。结果表明,这类金属骨架化合物都有较好的荧光性能,可以应用于发光材料的制备。

许建勋[5]2005年在《咪唑类离子液体的合成及其在有机合成中的应用》文中研究指明离子液体即在室温或室温附近温度(-30~50 °C)下呈液态的完全由离子构成的物质, 又称为室温离子液体、室温熔融盐等. 近年来, 离子液体在有机合成中的应用越来越受到化学家的重视.离子液体主要有取代咪唑类离子液体、取代吡啶类离子液体、季铵类离子液体等. 取代咪唑类离子液体是研究得最多的离子液体, 尤其是N-甲基咪唑类离子液体受到了很多的研究, 而其它N-烷基咪唑类离子液体的研究还很少. 为此, 本论文从国产的N-烷基咪唑出发, 研究了一般的合成方法和微波促进的合成方法, 测定了制备的离子液体的电导和粘度特性, 利用合成的离子液体研究了应用于微波促进下的Knoevnagel 反应.论文分综述和实验两个部分.综述部分系统地概述了离子液体的分类; 离子液体的合成方法和性质; 离子液体在有机合成、电化学、化学分离等方面的应用; 以及手性离子液体的合成与应用等四个方面, 归纳了离子液体的特点和应用.实验部分的内容包括四个方面:(一) 咪唑类离子液体合成方法研究利用不同的N-烷基咪唑和卤代烷烃之间季铵化反应合成含有卤离子咪唑类离子液体; 利用NaBF4和NaX 在同一溶剂中溶解度的差异, 制备得到含有BF4ˉ的离子液体. 共合成了35种不同(阴、阳离子)的咪唑类离子液体, 其结构用IR, 1H NMR, (13)~C NMR 等检测手段对所得的离子液体进行分析和确认. 实验结果表明: 这种合成方法比较简单, 产品易提纯, 基本上没有副产物而且可以得到较高的产率, 是一种简单易行的制备咪唑类离子液体的方法.(二) 利用微波辐射技术制备咪唑类离子液体利用微波辐射的特殊性, 以及离子液体本身对微波的良好吸收, 制备得到了一系列的离子液体. 该合成方法具有: 反应时间短, 实验产率高, 不需使用有机溶剂等很多的优点.

王和平[6]2014年在《咪唑类离子液体键合硅胶吸附硝基酚类化合物性能研究》文中提出本论文合成了一系列咪唑类离子液体键合硅胶并用作吸附剂分离和富集水溶液中的硝基酚类化合物。本文共包含六部分:第一章综述了水体中酚类污染物的检测及治理方法,离子液体固定化的方法及固定化离子液体在分离方面的应用,阐明了课题研究的内容及意义。第二章制备了8种咪唑类离子液体键合硅胶SilprPImCl、SilprOImCl、SilprDImCl、SilprM4ImBF4、SilprM4ImPF6、SilprM4ImTf2N、SilprP3NImBr和SilprSP3NImBr,并对其进行红外、热重、元素分析和BET分析等结构表征。第叁章研究了3种N侧链上烷基链长度不同的N-烷基咪唑键合硅胶SilprPImCl、SilprOImCl和SilprDImCl对硝基酚类化合物的吸附性能。结果表明,N-烷基咪唑键合硅胶对硝基酚类化合物的吸附量随酚初始浓度的升高而逐渐增大,随吸附剂投入量的增大而减小,受温度影响较小。吸附过程显着受溶液pH值影响。SilprOImCl和SilprDImCl对硝基酚类化合物的吸附量随酚类化合物的pKa值的增大而减小。随着烷基链的增长,N-烷基咪唑键合硅胶对2,4-二硝基酚的吸附量减小,对2-硝基酚、3-硝基酚和4-硝基酚的吸附量增大。2,4-二硝基酚的回收率随N-烷基咪唑键合硅胶烷基链长度的增长而降低。第四章使用叁种抗衡阴离子不同的4-甲基咪唑键合硅胶SilprM4ImBF4、SilprM4ImPF6和SilprM4ImTf2N分离和富集水溶液中的2,4-二硝基酚。结果表明4-甲基咪唑键合硅胶对2,4-二硝基酚吸附量顺序为: SilprM4ImTf2N

卢泽湘[7]2004年在《咪唑类离子液体的合成、表征及应用的研究》文中认为离子液体(英文为room temperature ionic liquids,简写为RTILs)是在室温或近于室温下呈液态的由离子构成的物质,又称室温熔融盐。离子液体以其良好的导电性、宽的电化学窗口、可以忽略的蒸汽压和特殊的溶解性等优点成为传统有机溶剂的理想替代品。开展离子液体相关方面的研究工作符合绿色化学发展的需要,也是近年来世界各国研究者共同关注的课题。本文以咪唑类离子液体为研究对象,首先用氯代正丁烷与N-甲基咪唑为原料合成了中间体[BMIm]Cl(氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐),以其分别与NaBF4、NH4PF6进行复分解反应制备了亲水性离子液体[BMIm]BF4(四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑)和憎水性离子液体[BMIm]PF6(六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑)。利用紫外、红外和核磁光谱对[BMIm]Cl、[BMIm]BF4、[BMIm]PF6的结构进行了表征。同时,测定了中间体[BMIm]Cl、离子液体[BMIm]BF4、[BMIm]PF6的吸水性、溶解性和电导率性质。其次,对离子液体的合成工艺进行了优化,为提高合成效率,采用微波辐射的新方法制备了[BMIm]Cl,正交实验的结果表明,该方法能得到较纯的产物,但收率不理想。另外,首次将咪唑类离子液体应用于Beckmann重排反应体系,考察了在减少发烟硫酸用量的情况下,两种离子液体对Beckmann重排反应的影响并做了空白实验。研究结果表明:以离子液体[BMIm]BF4、[BMIm]PF6做介质不能有效地提高Beckmann重排反应的选择性和收率,其原因可能是在发烟硫酸的环境中,离子液体的稳定性及催化作用受到了一定影响,而无法达到预期的效果。本文对咪唑类离子液体的合成及其在Beckmann重排反应中应用的探讨将为离子液体在其它体系中的应用打下良好的基础。

高霞[8]2013年在《咪唑类离子液体表面印迹聚合物的制备、性能及在环境样品前处理中的应用》文中提出离子液体由于具有极低的蒸汽压、几乎不挥发、电化学窗口宽、结构可调控等优点,近年来作为可以替代传统挥发性有机溶剂的“绿色”溶剂,应用于多个领域。然而,目前的研究发现,咪唑类离子液体的毒性与一些传统有机溶剂相当,甚至更高。由于许多离子液体在水中有一定的溶解度,它在多个领域中的广泛使用将会导致部分离子液体的流失,进而污染生态环境。但是,由于离子液体的特殊性质,给分析检测带来了一定的困难。因此,研究环境样品中微量咪唑类离子液体的分析方法对离子液体的环境监测具有重要意义。作为一种通过量身定做的方式来构建的稳定聚合物网络,分子印迹聚合物由于具有亲和性好、特异识别能力强、选择性高、抗干扰能力强、稳定性和再生性好、使用寿命长等优点,而被广泛的应用于色谱分离、固相萃取、化学传感等多个领域中。本论文采用先进的表面印迹技术,分别以氯化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体、氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体及氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑离子液体为模板,制备了叁种离子液体表面印迹聚合物。通过多种技术手段对印迹聚合物的表观形貌及化学组成进行了表征,对叁种印迹聚合物的静态吸附性能、动态固相萃取性能以及在实际环境样品中的使用性能进行了系统研究。具体的内容如下:1、概述了离子液体的结构特点、毒性以及现有的分析检测方法,对分子印迹技术的研究进展进行了综述,包括分子印迹技术的分类、原理、制备方法及应用。介绍了论文的研究意义和研究内容,共引用参考文献167篇。2、设计合成了叁种新型的咪唑类离子液体表面印迹聚合物。采用扫描电镜、红外光谱分析、比表面积和孔径分析等手段对聚合物的结构信息及化学组成进行表征,通过紫外光谱和核磁共振氢谱的变化研究了模板分子与功能单体之间的作用方式,以此来了解印迹聚合物对模板分子可能的识别机制。3、通过吸附等温线、吸附动力学及选择性吸附实验考察了叁种表面印迹聚合物的静态吸附性能。结果显示:印迹聚合物对模板分子的吸附量远远大于非印迹聚合物对模板分子的吸附量,且吸附等温线数据可以用Langmuir模型和Langmuir-Freundlich等吸附等温模型进行拟合;叁种印迹聚合物在40min内都可以达到对模板分子的吸附平衡,且吸附动力学特性可以通过假二级动力学方程进行拟合;选择性吸附研究表明,叁种咪唑类离子液体表面印迹聚合物都可以从结构类似物或复杂多变的环境样品中选择性识别模板分子。4、将合成的氯化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体表面印迹聚合物和氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体表面印迹聚合物作为固相萃取剂制备成固相萃取柱。采用固相萃取技术,考察了固相萃取柱的上样体积、流速、洗脱剂的种类和用量等参数。在优化条件下,将固相萃取技术与高效液相色谱联用,对固相萃取柱的选择性分离富集性能进行评估。结果显示,由两种印迹聚合物制备的固相萃取柱均能从环境样品中选择性分离富集模板离子液体及其结构类似物,且对实际水样中相应的离子液体进行检测时,氯化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体和氯化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体的回收率均在90%以上,显现出很好的实用性能。5、在上述研究基础上,对论文的主要成果和结论进行了总结,对本课题和当前分子印迹技术发展中所存在的问题进行了分析,对今后分子印迹技术的发展提出了自己的见解和建议。

胡益民[9]2016年在《咪唑类离子液体表面活性剂[C_(16)imC_n]Br及其复配体系聚集行为的研究》文中进行了进一步梳理表面活性剂在水中通过弱分子间相互作用可形成不同形貌的聚集体,如球形胶束、棒状胶束、蠕虫状胶束、盘状胶束、层状胶束、囊泡和叁维网状的凝胶等。不同聚集体在生命、信息、能源及材料等领域发挥重要作用。表面活性剂聚集行为的研究是胶体与界面化学领域非常重要的课题,对各种聚集体的研究已经比较深入,但对不同聚集体之间相互转变的研究是当前胶体与界面科学的研究热点,其中表面活性剂疏水链长是聚集体之间转变非常重要的影响因素。离子液体作为一种绿色溶剂,在催化、电化学、有机合成和材料制备等方面具有很好的应用价值,作为阳离子表面活性剂的离子液体型表面活性剂在水中的聚集行为也逐渐引起关注。离子液体的可设计性为人们开发新型分子有序聚集体提供新的研究体系。本文研究不同烷基链长离子液体表面活性剂水体系的聚集行为,在此基础上研究了非离子表面活性剂十二烷基聚氧四乙烯醚Brij 30及阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠SDS对不同支链链长离子液体表面活性剂聚集行为的影响。本文主要分为以下五个部分:1.咪唑离子液体型表面活性剂[C16imC9]Br/H20体系中蠕虫状胶束和凝胶相互转变研究阳离子表面活性剂水溶液通常需要加入盐或助表面活性剂才会形成蠕虫状胶束。本章研究了咪唑离子液体型表面活性剂溴代1-十六烷基-3-壬基咪唑([C16imC9]Br),在不加盐和无其他任何添加物的条件下与水形成的高黏弹性流体。通过改变[C16imC9]Br浓度和体系的温度,经旋转流变、小角X射线散射和冷冻扫描电镜等技术对聚集体进行表征。结果表明,[C16imC9]Br水溶液随浓度和温度的改变表现出蠕虫状胶束和凝胶相互转变的相行为。低浓度(50-80 mmol-·L-1)下,[C16imC9]Br水溶液可以形成蠕虫状胶束;随溶液浓度的升高(90-110 mmol·L-1),蠕虫状胶束转变为凝胶;浓度进一步升高(>120mmol.L-1)又转变为蠕虫状胶束。室温下,[C16imC9]Br水溶液可生成凝胶,随温度升高可转变为蠕虫状胶束。以上现象的发生与该阳离子表面活性剂有较大的亲水头基及较长的疏水双链有关,也与胶束平均长度和胶束铰链数目随浓度、温度的变化而改变有关。2.烷基支链链长对咪唑类离子液体表面活性剂[C16imCn]Br水体系聚集行为的影响系统研究了一系列溴代-1-十六烷基-3-烷基咪唑离子液体型表面活性剂[C16imCn]Br(n=2,3,4,6,8,10,12,14,16)在水中的聚集行为。分别通过偏光显微镜、旋转流变仪、冷冻刻蚀扫描电镜和小角X射线衍射对不同聚集体进行表征。随烷基支链的增长,该体系依次形成六角液晶、蠕虫状胶束以及凝胶。[C16imC2]Br在水中可以形成六角液晶。[C16imC3]Br水体系可形成六角液晶和蠕虫状胶束。[C16imCn]Br(n=4-8)水体系可形成蠕虫状胶束。[C16imCn]Br(n=10-16)四种表面活性剂可形成水凝胶。最后提出了液晶、蠕虫状胶束和凝胶随表面活性剂链长增加产生转变的机理。3 Brij 30对咪唑离子液体表面活性剂[C16imC8]Br棒状胶束和蠕虫状胶束的影响研究了非离子表面活性剂Brij30(十二烷基聚氧四乙烯醚)的加入,对离子液体表面活性剂[C16imC8]Br与水形成棒状胶束和蠕虫状胶束的影响。通过偏光显微镜和旋转流变仪、核磁共振氢谱、紫外光谱和Zeta电位仪等手段对样品进行表征。适量Brij 30的加入,可诱导[C16imC8]Br棒状胶束向蠕虫状胶束和[C16imC8]Br蠕虫状胶束向凝胶的转变。该研究对理解棒状胶束、蠕虫状胶束和凝胶的相互关系,以及通过改变外界条件来调控棒状胶束、蠕虫状胶束和凝胶之间的相互转变提供有意义的信息。4.Brij 30对不同支链链长离子液体表面活性剂C16-Cn(n=2-16)水体系聚集行为的影响研究了非离子表面活性剂Brij 30对不同支链链长离子液体表面活性剂C16-Cn(n=2-16)水体系聚集行为的影响。通过流变学技术研究了 Brij 30对C16-C2球形胶束的影响;Brij 30 对C16-C2、C16-C4和 C16-C6 棒状胶束的影响;Brij 30 对 C16-C4、C16-C6和 C16-C8蠕虫状胶束的影响;Brir30对C16-C10、C16-C12、C16-C14和C16-C16棒状胶束和原生态凝胶影响,以及Brij 30/C16-Cn摩尔比、支链链长对复配体系所形成蠕虫状胶束平均胶束长度、松弛时间和网络结构铰链点数目的影响,Brij 30含量对所形成凝胶相转变温度(TGs)的影响。研究表明Brij 30加入可实现球形胶束向棒状胶束、棒状胶束向蠕虫状胶束、蠕虫状胶束向凝胶、棒状胶束向凝胶以及蠕虫状胶束向棒状胶束的转变,讨论了不同聚集体之间转变的机理。5.SDS对不同支链链长离子液体表面活性剂C16-Cn(n=2-16)水体系聚集行为的影响研究阴离子表面活性剂SDS对不同支链链长离子液体表面活性剂C16-Cn(n=2-16)水体系聚集行为的影响。SDS的加入使C16-C2、C16-C4和C16-C6棒状胶束转变为凝胶。SDS与C16-C8棒状胶束复配产生沉淀而不能形成凝胶。适当浓度的SDS与C16-C10、C16-C12、C16-C14和C16-C16原生态水凝胶体系复配仍为凝胶,过量SDS加入会导致C16-C10、C16-C12、C16-C14和C16-C16原生态水凝胶转变为棒状胶束。显然,SDS的加入,既可使C16-Cnn(n=2-6)体系实现棒状胶束向凝胶的转变,也可使C16-Cn(n=10-16)体系实现凝胶向棒状胶束转变。

黄再波[10]2007年在《咪唑类离子液体/聚合物电解质的制备及改性研究》文中提出离子液体是完全由离子组成的液体,具有较高的离子电导率、较宽的电化学窗口、不挥发、不燃烧、热稳定性能好、环境友好等优良特性。将室温离子液体引入聚合物中得到复合型离子液体/聚合物电解质,兼具离子液体和聚合物电解质的优点,使得电池的安全性和稳定性都得到进一步提高,因此在锂离子电池、电容器等器件中展示出良好的应用前景。本论文采用室温离子液体,1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIBF_4)与聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]聚合物复合制备了新型离子液体/聚合物电解质。主要研究内容包括以下几个方面:首先,以室温离子液体EMIBF_4为反应介质,采用原位沉淀法,得到含TiO_2微粒的离子液体凝胶,并将其作为共聚物P(VDF-HFP)的增塑剂和离子源,采用溶剂蒸发法制备出P(VDF-HFP)/ EMIBF_4-TiO_2聚合物电解质弹性膜。并进行了扫描电镜、差示扫描量热、热失重和电化学性能的表征与测试。研究表明,填充TiO_2微粒未降低复合聚合物电解质热稳定性,但是提高了聚合物电解质的离子电导率,而且改善了聚合物电解质的机械性能。当TiO_2质量分数为3 %时, EMIBF_4/P(VDF-HFP)(质量比为1.0)聚合物膜的离子电导率最大,为4.1×10~(-3) S·cm~(-1)。离子电导率的提高是因为复合TiO_2的聚合物电解质膜结晶度降低,无定形相区含量增加,而且形成了利于离子液体在其中快速连续扩散的聚合物网络。其次,采用高压静电纺丝法制备出新型的P(VDF-HFP)/ EMIBF_4聚合物电解质,研究显示,离子液体聚合物电解质室温离子电导率达到8.43×10~(-3) S·cm~(-1),接近纯离子液体的电导率。将制备的此类新型离子液体/聚合物电解质应用于双电层电容器中,并分别研究了双电层电容器在室温与高温下电化学性能的差异。当工作温度为80℃,电容器以5mA·cm~(-2)的电流进行充放电时,500次循环之后,容量仍保持在109.5 F·g~(-1),容量保持率为96.4%;而当工作温度为25℃时;容量保持在76.9 F·g~(-1),容量保持率只有81.3%。因此,基于该聚合物电解质的双电层电容器在高温条件下展示出相对优良的电化学性能。另外,采用一步法合成了Zwitterion型离子液体1-甲基-3-磺酸正丁基咪唑盐,通过TG和DSC研究了其热稳定性能,并以共聚物P(VDF-HFP)为基体,选取室温离子液体EMIBF_4作为增塑剂,加入四氟硼酸锂及1-甲基-3-磺酸正丁基咪唑盐制备了改性的离子液体聚合物电解质。研究表明Zwitterion型离子液体1-甲基-3-磺酸正丁基咪唑盐,具有较高的熔点和热分解温度,熔点为219℃,分解温度达320℃。当锂盐和Zwitterion盐的质量分数分别为5%和1%时,P(VDF-HFP)/ EMIBF_4(质量比为1.0)离子液体聚合物电解质的电导率达1.57×10~(-3) S·cm~(-1),此时聚合物电解质的表观离子输运活化能为30.93 kJ·mol~(-1),Li~+迁移数为0.35。最后,初步探讨了离子液体聚合物电解质P(VDF- HFP)/EMIBF_4/ LiBF_4 /Zwitterion在LiCoO_2 /Li[Li_(1/3)Ti_(5/3)]O_4电池中的应用,以此组装的聚合物锂二次电池以0.05C的电流进行充放电,首次放电比容量为91 mAh·g~(-1),电压平台为2.2V。但此电池的容量衰减较快,10次循环后放电比容量为23 mAh·g~(-1)。

参考文献:

[1]. 1-羟基-3-烷基咪唑类离子液体的合成、表征及应用[D]. 王传颖. 合肥工业大学. 2008

[2]. 酯基取代的咪唑类离子液体的合成、表征及特性研究[D]. 刘潮清. 北京工业大学. 2014

[3]. 咪唑类离子液体的设计合成及其在PVA基电解质膜中的应用研究[D]. 李春阳. 西安工程大学. 2016

[4]. 氮杂环羧酸类离子液体及其配合物的合成和性质研究[D]. 常梁梁. 河南师范大学. 2014

[5]. 咪唑类离子液体的合成及其在有机合成中的应用[D]. 许建勋. 广西师范大学. 2005

[6]. 咪唑类离子液体键合硅胶吸附硝基酚类化合物性能研究[D]. 王和平. 河南师范大学. 2014

[7]. 咪唑类离子液体的合成、表征及应用的研究[D]. 卢泽湘. 湘潭大学. 2004

[8]. 咪唑类离子液体表面印迹聚合物的制备、性能及在环境样品前处理中的应用[D]. 高霞. 河南师范大学. 2013

[9]. 咪唑类离子液体表面活性剂[C_(16)imC_n]Br及其复配体系聚集行为的研究[D]. 胡益民. 扬州大学. 2016

[10]. 咪唑类离子液体/聚合物电解质的制备及改性研究[D]. 黄再波. 湘潭大学. 2007

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咪唑类离子液体的合成、表征及应用的研究
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