吡啶离子液体[BPy][BF4]与乙腈混合体系中杜醌的光化学反应动力学

用激光闪光光解方法研究了杜醌(DQ)在吡啶型离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸盐([BPy][BF₄])与乙腈(MeCN)组成的共混溶剂中的光化学反应机理与动力学. 实验结果表明, 离子液体[BPy][BF₄]对混合体系中杜醌激发三线态(³DQ^*)的瞬态吸收峰位置和吸光度大小都没有产生明显影响. 在N₂饱和条件下, 无论是在乙腈溶液中还是在[BPy][BF₄]/MeCN混合溶液中³DQ^*的衰减都遵循一级反应动力学规律. 而[BPy][BF₄]的存在对³DQ^*与三乙胺(TEA)之间的电子转移影响显著. 随着[BPy][BF₄]/MeCN 体系中离子液体比例的增加, 杜醌三线态³DQ^*与TEA间的瞬态反应机理没有改变, 但它们之间的光诱导电子转移反应速率和生成自由基的量子产额逐渐降低, 通过改变离子液体的比例可以调节该体系中光诱导电子转移反应的速率和效率.     

吡啶离子液体与水混合体系中蒽醌-2-磺酸钠的激光闪光光解机理

利用激光闪光光解技术研究了蒽醌-2-磺酸钠(AQS)在吡啶离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸盐([BPy][BF₄])与水(H₂O)混合体系中的光化学反应过程. 实验结果表明,AQS的激发三重态(³AQS^*) 会与H₂O快速反应,不断增加[BPy][BF₄]在混合体系中的体积比(V_IL),瞬态吸收光谱发生了很大变化. 510 nm附近的瞬态吸收带变化最大,在0< V_IL< 0.1时,吸光度会随着[BPy][BF₄]的增加而增加;而在V_IL>0.1时,吸光度则随着比例的增加而减小. 然而380 nm附近吸收带的吸光度却一直在增加. 通过拟合近似地得到了瞬态物种B和³AQS^*的表观动力学参数. 另外还讨论了³AQS^* 与阳离子之间的夺氢反应,通过对350~420 nm处光谱图的分析,推断出这一范围的瞬态吸收光谱是³AQS^*与AQSH^·的叠加谱. 在混合体系中,³AQS^*分别与H₂O和[BPy][BF₄]的反应是一对竞争反应. 还发现在高浓度的离子液体环境下,体系的整体反应速率会减弱.     

钒电池用聚胺薄层复合膜研究

钒电池(VRB)具有容量和功率相互独立、易于模块化、寿命长和安全性高等优点,因此特别适合作为大规模储能系统使用.隔膜是VRB的核心部件之一,对电池的综合性能和成本影响巨大.全氟磺酸膜如Nafion(杜邦)具有化学稳定性高、电导率高和机械性能好等优点,因此是当前VRB中所广泛使用的商业化隔膜.然而,Nafion用于VRB时存在着钒离子渗透率高和成本高两大主要缺点,严重制约了VRB的商业化进程.薄层复合(TFC)膜具有皮层和支撑层易调控、制备简单和离子选择性高等特点,特别适合于在VRB中使用.但是传统的聚酰胺型TFC膜在VRB强酸电解液中存在潜在的水解和分解问题.为了制备VRB用高稳定性TFC膜,本工作以聚乙烯亚胺(PEI)和三聚氰氯(CC)作为两相单体,通过界面聚合法制备了不含酰胺基的聚胺型TFC膜并应用于VRB.在此基础上,对所制备复合膜进行了钒离子渗透率、单电池充放电性能、化学稳定性和长期循环稳定性等物化性能及电化学性能研究.结果表明:聚胺TFC膜(M_T)的钒离子渗透系数为3.17×10^-7 cm²·min^-...