功能化離子液體參與構(gòu)筑的凝膠/陰離子傳導(dǎo)膜體系的研究及其應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020-12-19 12:41
離子液體是一類(lèi)具有獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)的材料,在研究領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。由于離子液體幾乎不揮發(fā)且不可燃,早期研究主要集中在開(kāi)發(fā)離子液體作為綠色溶劑的應(yīng)用上。然而,離子液體的多樣性及可調(diào)的特性極大地?cái)U(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。也就是說(shuō),可以根據(jù)陰陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)來(lái)定制具有特殊物理化學(xué)性質(zhì)的離子液體,從而有目的性地設(shè)計(jì)出針對(duì)特定應(yīng)用的離子液體,這也是離子液體在科學(xué)研究領(lǐng)域廣受歡迎的主要原因之一。由于離子液體組成及結(jié)構(gòu)的靈活性,近年來(lái),基于特定功能化離子液體先進(jìn)材料的制備已經(jīng)成為一大研究熱點(diǎn)。一方面,可以利用改性及功能化后的離子液體參與構(gòu)筑的有序分子聚集體進(jìn)行超分子凝膠等功能性軟材料的制備。另一方面,可以進(jìn)一步利用有序分子聚集體的結(jié)構(gòu)及尺寸效應(yīng)構(gòu)筑微觀有序的離子傳導(dǎo)材料,從而極大地拓展了其應(yīng)用范圍。作為離子液體的重要衍生物,聚離子液體既具有離子液體幾乎所有的特性,兼具聚合物的實(shí)用性,在聚合物、離子液體及材料科學(xué)等多個(gè)研究方向引起了廣泛地關(guān)注。聚離子液體的離子導(dǎo)電性、電化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等特性進(jìn)一步促進(jìn)了其在電化學(xué)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。本論文以離子液體的可設(shè)計(jì)性與功能化為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)合成了一系列具有特定功能的離子...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:215 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1離子液體與離子化合物、離子溶液存在形式的區(qū)別
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???等優(yōu)點(diǎn),在電化學(xué)領(lǐng)域具有極高的關(guān)注度,特別是離子液體參與構(gòu)筑的離子導(dǎo)電??材料3G。雖然離子液體表現(xiàn)出理想的離子電導(dǎo)率,在一些電池設(shè)備中(例如鋰離??子電池),離子液體的陰陽(yáng)離子通常不是電化學(xué)反應(yīng)的目標(biāo)離子,因此其陰陽(yáng)離??子的遷移是無(wú)效的。而兩性離子液體很好地避免了這一缺陷,由于兩性結(jié)構(gòu)對(duì)含??有目標(biāo)離子鹽的解離作用,有效促進(jìn)了目標(biāo)離子的遷移。與此同時(shí),整體呈電中??性的兩性離子在電勢(shì)梯度下并不會(huì)迀移,不會(huì)影響目標(biāo)離子的傳導(dǎo)(圖1-4)。??Ohno課題組曾報(bào)道過(guò)兩性離子3-?(1-院基-3-咪唑)丙磺酸鹽與雙三氟甲磺酰亞??胺(H(NTf2))混合體系中質(zhì)子的傳導(dǎo)特性25。研究發(fā)現(xiàn),只有兩者等摩爾混合才??能實(shí)現(xiàn)最高的質(zhì)子傳導(dǎo)率。??(a)?Q?(b)??W???q錢(qián):)??圖1-4普通離子液體和兩性離子液體的結(jié)構(gòu)及電勢(shì)梯度下的離子遷移示意圖。??Fig.?1-4?Schematic?illustration?for?the?structure?and?ions?migration?of?common?ionic??liquids?and?zwitterionic?ionic?liquids.??,:??C?CI6IPS-Nsa??)?,?辦??\???,rr?鑫'?*?■*?參?鐮?*?■*??Cj6IPS-Nsa?"**?*?°???<?h??馨??圖丨-5?CuJPS-Nsa的分子結(jié)構(gòu)及Ci6lPS-Nsa/H20體系的相轉(zhuǎn)變過(guò)程33。??Fig.?1-5?Chemical?structure?of?Ci6lPS-Nsa?and?the?phase?
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???隨著烷基鏈的延長(zhǎng),兩性離子液體的結(jié)構(gòu)逐漸具有了兩親性。Ohno課題組??設(shè)計(jì)合成了扇形結(jié)構(gòu)的兩性離子,與鋰鹽或質(zhì)子酸等混合后得到的離子液體可以??自組裝形成液晶結(jié)構(gòu),用于特定離子的傳導(dǎo)31,32。我們課題組合成了基于3-?(I-??十六烷基-3-咪唑)丙磺酸鹽和p-萘磺酸鹽的兩性離子液體(C16IPS-Nsa),并研??究了其在水中的聚集行為如圖1-5所示,隨著兩性離子液體濃度的増加,體??系中的球狀膠束自發(fā)向蠕蟲(chóng)狀膠束轉(zhuǎn)變,并進(jìn)一步形成六角液晶相。??T\?zr??Zwitterionic-type?f=\?Polycations??polymers?u??,—Ionic?Liquids?^??'?Polyanions??Polymer?blends??6R?6R??Q?O??Copolymers??圖1-6由咪唑型離子液體單體構(gòu)建的各種聚離子液體的結(jié)構(gòu)示意圖34。??Fig.?1-6?Schematic?illustration?of?various?imidazolium-based?poly(ionic?liquid)s??constructed?from?ionic?liquid?monomers34.??1.2.5聚離子液體??聚離子液體(polymerized?ionic?liquids?or?poly(ionic?liquid)s,PILs)是指聚合??物主鏈的每個(gè)重復(fù)單元具有離子液體陰陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)的一類(lèi)離子聚合物34。陽(yáng)離子??和陰離子的不同聚合方式導(dǎo)致了多種聚合結(jié)構(gòu)的形成,包括聚陽(yáng)離子型、聚陰離??子型和兩性聚合物,形成的聚合物可以是均聚物,共聚
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Triton X-100六角液晶相中制備鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物納米片及其藥物載體應(yīng)用[J]. 趙繼寬,謝艷芳,徐潔,侯萬(wàn)國(guó). 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
本文編號(hào):2925918
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【部分圖文】:
圖1-1離子液體與離子化合物、離子溶液存在形式的區(qū)別
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???等優(yōu)點(diǎn),在電化學(xué)領(lǐng)域具有極高的關(guān)注度,特別是離子液體參與構(gòu)筑的離子導(dǎo)電??材料3G。雖然離子液體表現(xiàn)出理想的離子電導(dǎo)率,在一些電池設(shè)備中(例如鋰離??子電池),離子液體的陰陽(yáng)離子通常不是電化學(xué)反應(yīng)的目標(biāo)離子,因此其陰陽(yáng)離??子的遷移是無(wú)效的。而兩性離子液體很好地避免了這一缺陷,由于兩性結(jié)構(gòu)對(duì)含??有目標(biāo)離子鹽的解離作用,有效促進(jìn)了目標(biāo)離子的遷移。與此同時(shí),整體呈電中??性的兩性離子在電勢(shì)梯度下并不會(huì)迀移,不會(huì)影響目標(biāo)離子的傳導(dǎo)(圖1-4)。??Ohno課題組曾報(bào)道過(guò)兩性離子3-?(1-院基-3-咪唑)丙磺酸鹽與雙三氟甲磺酰亞??胺(H(NTf2))混合體系中質(zhì)子的傳導(dǎo)特性25。研究發(fā)現(xiàn),只有兩者等摩爾混合才??能實(shí)現(xiàn)最高的質(zhì)子傳導(dǎo)率。??(a)?Q?(b)??W???q錢(qián):)??圖1-4普通離子液體和兩性離子液體的結(jié)構(gòu)及電勢(shì)梯度下的離子遷移示意圖。??Fig.?1-4?Schematic?illustration?for?the?structure?and?ions?migration?of?common?ionic??liquids?and?zwitterionic?ionic?liquids.??,:??C?CI6IPS-Nsa??)?,?辦??\???,rr?鑫'?*?■*?參?鐮?*?■*??Cj6IPS-Nsa?"**?*?°???<?h??馨??圖丨-5?CuJPS-Nsa的分子結(jié)構(gòu)及Ci6lPS-Nsa/H20體系的相轉(zhuǎn)變過(guò)程33。??Fig.?1-5?Chemical?structure?of?Ci6lPS-Nsa?and?the?phase?
?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???隨著烷基鏈的延長(zhǎng),兩性離子液體的結(jié)構(gòu)逐漸具有了兩親性。Ohno課題組??設(shè)計(jì)合成了扇形結(jié)構(gòu)的兩性離子,與鋰鹽或質(zhì)子酸等混合后得到的離子液體可以??自組裝形成液晶結(jié)構(gòu),用于特定離子的傳導(dǎo)31,32。我們課題組合成了基于3-?(I-??十六烷基-3-咪唑)丙磺酸鹽和p-萘磺酸鹽的兩性離子液體(C16IPS-Nsa),并研??究了其在水中的聚集行為如圖1-5所示,隨著兩性離子液體濃度的増加,體??系中的球狀膠束自發(fā)向蠕蟲(chóng)狀膠束轉(zhuǎn)變,并進(jìn)一步形成六角液晶相。??T\?zr??Zwitterionic-type?f=\?Polycations??polymers?u??,—Ionic?Liquids?^??'?Polyanions??Polymer?blends??6R?6R??Q?O??Copolymers??圖1-6由咪唑型離子液體單體構(gòu)建的各種聚離子液體的結(jié)構(gòu)示意圖34。??Fig.?1-6?Schematic?illustration?of?various?imidazolium-based?poly(ionic?liquid)s??constructed?from?ionic?liquid?monomers34.??1.2.5聚離子液體??聚離子液體(polymerized?ionic?liquids?or?poly(ionic?liquid)s,PILs)是指聚合??物主鏈的每個(gè)重復(fù)單元具有離子液體陰陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)的一類(lèi)離子聚合物34。陽(yáng)離子??和陰離子的不同聚合方式導(dǎo)致了多種聚合結(jié)構(gòu)的形成,包括聚陽(yáng)離子型、聚陰離??子型和兩性聚合物,形成的聚合物可以是均聚物,共聚
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Triton X-100六角液晶相中制備鎂鋁層狀雙金屬氫氧化物納米片及其藥物載體應(yīng)用[J]. 趙繼寬,謝艷芳,徐潔,侯萬(wàn)國(guó). 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
本文編號(hào):2925918
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