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功能离子液体合成及其在电解质中的应用研究

作　者: 吴称意
导　师: 王荣民；熊玉兵
学　校: 西北师范大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 功能化离子液体交流阻抗导电率合成共聚改性
分类号: TQ413.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

功能化离子液体作为一种特殊的液体熔融盐,具有良好的物理化学性质,并且可以循环利用,被认为是替代常规挥发性的有机溶剂的“新型绿色溶剂”、“可设计物质”,经过设计而能够满足专一性要求的物质,因此被广泛的用于聚合物固体电解质的合成上。聚离子液体型的电解质,具有优良的电化学性质。本论文在对离子液体及其在电解质方面的应用综述的基础上,首先合成了两类对称的功能离子液体[eeim]X（Cl^-、BF₄^-、CH₃COO^-、PF₆^-）,[hhim]X（Cl、BF₄^-、CH₃COO^-、PF₆^-）采用红外光谱、¹H-NMR对其结构进行了表征,并且研究了物理化学性质,黏度,电化学窗口,实验发现,黏度比通常的离子液体的要大,电化学窗口要小,主要原因是此种离子液体为对称化、含有功能基团的结构。其次,合成具有双核的带有羧基的功能离子液体,与壳聚糖形成盐型结构chitosan- [CCim]X（X=Cl^-、CH₃COO^-、BF₄^-、I^-）,同时采用红外光谱、¹H-NMR对其结构进行了表征。分别测定其热稳定性,壳聚糖的热稳定性比chitosan- [CCim]X高,其原因可能chitosan-[CCim]X的玻璃化温度Tg比壳聚糖的要低,然后掺杂无机物碘,形成复合膜chitosan-[CCim]I/I2,分别测定其导电率,实验发现[CCim]I /I₂的摩尔比为10:1时电导率最大,其电导率为0.91×10^-2Scm^-1。最后,采用熔融缩聚的方法,将氯化1,3-二（2-甲氧基-2-氧乙基）咪唑盐离子液体[eeim]Cl、乙二醇、对苯二甲酸二甲酯共聚得到的PET-[eeim]Cl,通过正交实验法,寻找出适当的催化剂来降低聚合的实验温度。实验发现,采用SnCl₂.2H₂0为催化剂,实验温度可以降到170-190℃聚合。着重的研究了PET-[eeim]Cl的体积电阻率,亲水性、抗菌性,与聚对苯二甲酸乙二酯（PET）相比,体积电阻率有明显的降低,亲水性、抗菌性能都有所改善。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章文献综述  10-35
  1.1 离子液体的简介  10-11
    1.1.1 离子液体的定义  10
    1.1.2 离子液体的分类与特征  10-11
  1.2 功能化离子液体的简介  11-17
    1.2.1 酸碱性离子液体  13-14
    1.2.2 新型多核离子液体  14-15
    1.2.3 离子液体在电化学上的性质  15-16
    1.2.4 离子液体的提纯方法  16-17
  1.3 离子液体在电解质材料方面的应用  17-27
    1.3.1 含离子液体高分子聚合物电解质  19-25
      1.3.1.1 高分子聚合物含浸离子液体  20-21
      1.3.1.2 引入离子液体结构得到离子液体导电聚合物  21-25
    1.3.2 在离子液体中的聚合得离子胶  25-27
  1.4 本文的选题目的与意义  27-28
    1.4.1 本文的选题目的和意义  27
    1.4.2 本文的主要结论  27-28
  参考文献  28-35
第二章功能离子液体的合成与表征  35-47
  2.1 引言  35
  2.2 实验部分  35-38
    2.2.1 试剂  35-36
    2.2.2 所用仪器  36
    2.2.3 实验步骤  36-38
  2.3 结果与讨论  38-44
    2.3.1 功能离子液体的 1H-NMR 和 FT-IR 表征与分析  38-40
    2.3.2 功能离子液体的黏度的测定  40-41
    2.3.3 功能离子液体的电化学性质  41-44
    2.3.4 溶解性  44
  2.4 结论  44-45
  参考文献  45-47
第三章壳聚糖/功能离子液体/12复合导电膜的制备及其导电性能研究  47-65
  3.1 引言  47-48
  3.2 实验试剂与仪器  48-49
    3.2.1 实验试剂  48-49
     3.2.2 实验主要设备和仪器  49
  3.3 实验部分  49-60
    3.3.1 功能离子液体壳聚糖高分子电解质的制备  49-53
    3.3.2 chitosan-[CCim]I/I_2 高分子复合膜的表征与导电性能测测试  53-60
      3.3.2.1 chitosan-[CCim]I/I_2高分子复合膜的表征  53-56
      3.3.2.2 chitosan-[CCim]I/I_2高分子复合膜的导电性测试  56-60
  3.4 结果与讨论  60-63
  3.5 结论  63
  参考文献  63-65
第四章 PET-[eeim]Cl 的制备及其性能测试  65-86
  4.1 引言  65-67
  4.2 实验部分  67-76
    4.2.1 实验试剂  67
    4.2.2 实验仪器  67-68
    4.2.3 PET 改性原理  68
    4.2.4 实验步骤  68-76
      4.2.4.1 PET 的合成与改性的条件探索  69-73
      4.2.4.2 PET 改性及 PET-[eeim]Cl 的制备  73-74
      4.2.4.3 改性后得到的PET-[eeim]Cl 特性粘度的测定  74-76
  4.3 结果与讨论  76-84
    4.3.1 PET-[eeim]Cl 的结构分析  76-79
    4.3.2 交流阻抗测试  79-82
    4.3.3 亲水性能的测试  82-83
    4.3.4 PET-[eeim]Cl 的抗菌性实验  83-84
  4.4 结论  84
  参考文献  84-86
硕士在读期间的成果  86-87
致谢  87

功能离子液体合成及其在电解质中的应用研究

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