PVA接枝离子液体聚合物电解质的制备及性能!

以聚乙烯醇(PVA)、N-乙烯基咪唑(VyIm)和四氟硼酸(HBF4)为自由基接枝共聚反应的主要原料,合成了含离子液体结构的聚乙烯醇接枝N-乙烯基咪唑四氟硼酸盐(PVA-g-VyImBF4),并引入磷钨酸(PTA)和聚乙二醇(400)咪唑四氟硼酸盐离子液体(PEG400IMBF4)提高了聚合物的实用性能.采用溶液浇铸法制备了聚乙烯醇接枝N-乙烯基咪唑四氟硼酸盐/磷钨酸/离子液体聚合物电解质复合膜(PVA-g-VyImBF4/PTA/PEG400IMBF4).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗及循环伏安等测试方法对聚合物电解质进行了表征.结果表明,当m(PVA-g-VyImBF4)∶m(PTA)∶m(PEG400IMBF4)=4∶2∶1.8时,所制备的聚合物电解质的室温电导率可达到3.267×10-3S/cm;电化学稳定窗口为4.4 V,具有良好的热稳定性和优良的实用性能.     

离子液体的制备及应用

离子液体由于具有独特的物理化学性质而成为一种新型的绿色溶剂,近年来成为国际上研究的前沿和热点。它为开发新型绿色工艺、实现传统重污染、高能耗工业过程的升级换代提供了新机遇。本文介绍了离子液体的合成与制备方法,以及离子液体在CO2捕集分离及转化利用、电解/电镀铝、SO2吸收、废水处理以及废旧塑料降解循环利用中的应用,展望了离子液体的发展前景。     

离子液体/石墨烯复合光固化涂层的制备及性能研究

石墨烯在聚合物基体中分散不良是制约其应用的一个重要原因，尤其在石墨烯含量较高时，团聚不可避免。本文通过季铵化、亲核取代和阴离子置换反应，合成了双官光聚合离子液体单体。将其与石墨烯混合分散后，再和光固化环氧丙烯酸树脂6215-100复配，制备不同比例的复合涂层配方，并采用UV固化的方式在玻璃基材上成膜。利用衰减傅里叶全反射红外（ATR-FTIR）和核磁氢谱（¹HNMR）对可聚合离子液体单体进行结构表征，而复合配方的光聚合动力学、涂层的热性能和石墨烯的分散情况则通过实时红外（RTIR）、热重分析（TGA）和显微镜等手段进行表征。结果表明，光聚合离子液体对于石墨烯的分散具有良好的促进作用，涂层在1%和3%石墨烯含量的情况下表现出良好的热性能。     

新型含苯基季铵盐型离子液体的制备及性能

以N,N-二甲基苯胺为原料,制备了含苯基的氯铝酸类季铵盐型离子液体,测定了其密度为1.35 g/cm~3,凝固点低于-15℃,具有一定的吸水性,溶于硝基苯、苯、乙酸乙酯和氯仿等极性溶剂,并考察了其在Friedel-Craft烷基化、酯化、缩合反应中的催化效果。结果表明,新型离子液体具有较好的催化性能。     

ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点的制备及荧光性能

利用水热法制备了ZnO-1-丙胺基-3-甲基咪唑氯离子液体功能化的石墨烯量子点溶液,通过紫外-可见吸收光谱、红外吸收光谱和透射电镜对其进行了表征.通过研究各种因素对ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点的荧光发射光谱的影响,发现Cr₂O₇^2-对ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点有荧光猝灭现象.实验结果表明,在优化的实验条件下,pH=5.0,Cr(Ⅵ)浓度为1.0×10^-7～1.6×10^-6 mol·L^-1时,Cr(Ⅵ)对ZnO-离子液体功能化的石墨烯量子点的荧光猝灭呈线性,其线性方程为F/F₀=0.969 5-0.008 4c,R=0.998 8,检出限为7.6×10^-2μmol·L^-1.     

DMFC用质子型离子液体复合隔膜的制备及性能表征

由酸碱中和法制得质子型离子液体α-甲基吡啶三氟乙酸盐,再经相转化将质子型离子液体与PVDF-HFP复合成(PIL)/PVDF-HFP膜.交流阻抗测试表明,复合膜电导率随温度增加而递增,室温电导率:8×10-3S/cm,30℃电导率:1×10-2S/cm,80℃电导率:3×10-2S/cm.用计时电流法研究复合前后膜的甲醇渗透性能,结果显示,该离子液体复合前、后膜的阻醇性能无明显变化,但复合膜阻醇性能略优.     

功能化离子液体中Ag纳米微粒的制备及摩擦学性能研究

合成了1-甲基-3-羟乙基咪唑四氟硼酸盐离子液体([C₂OHmim]BF₄)，用红外光谱表征了其结构。以所合成的离子液体作为还原剂、稳定剂与反应介质制备了Ag纳米微粒，用XRD和TEM对微粒的结构和形貌进行了表征。在四球摩擦磨损实验机上研究了[C₂OHmim]BF₄离子液体及掺入Ag纳米微粒后的离子液体的摩擦学性能。掺入银纳米微粒后，离子液体在高载荷下的润滑性有了大幅的改善。用SEM和XPS分别对磨痕表面的形貌和元素组成、化学状态进行了分析，结果表明：在低、高载荷分别起润滑作用的是有机膜和金属-有机复合膜。     

双离子液体基多孔炭的制备与电化学性能

以质子型离子液体1-氢-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐(HVIm HSO₄)为主炭源,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMImPF₆)为助剂,在氮气气氛、1000℃下一步炭化得到氮、磷、硫共掺杂多孔炭.通过N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对多孔炭进行了分析表征.结果表明,多孔炭的孔结构以微孔为主,最高比表面积可达1111 m²/g,其微晶结构中无定形碳和石墨化碳并存;多孔炭中的氮主要以季氮(N-Q)、吡咯氮(N-5)和吡啶氮(N-6)的形式存在,磷以磷-氧(N—O—P)键合形式为主,硫主要以噻吩硫(C—S—C)为主.在6 mol/L KOH溶液、三电极体系中,多孔炭在0. 5 A/g电流密度下的比电容为138 F/g;在10 A/g电流密度下的比电容为100 F/g;在2 A/g电流密度下循环充放电10000次,其比电容保持率为95. 8%,显示出良好的电化学性能.     

基于液体弹珠原位制备载水胶囊及其性能

首先以疏水性二氧化硅微粒为稳定剂,通过包覆水滴制备了液体弹珠;然后在其表面滴涂α-氰基丙烯酸乙酯,通过湿气固化制得聚合物涂层封装的液体弹珠;最后在弹珠表面进一步涂覆环氧大豆油丙烯酸酯涂层,通过紫外光固化制得载水胶囊。采用数码照片、超景深显微镜、扫描电子显微镜对液体弹珠及载水胶囊的形貌进行了表征;采用实时傅里叶红外光谱研究了光固化涂层的双键转化率,探讨了涂层的硬度、耐水性等基本性质;并研究了载水胶囊的力学强度及保水性能。结果表明:相较于原始液体弹珠,所制备的载水胶囊表面光滑且致密;由聚α-氰基丙烯酸乙酯涂层和环氧大豆油丙烯酸酯光固化涂层组成的壁材赋予了载水胶囊良好的水汽阻隔性能和力学性能。     

离子液体@TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能

利用—Si—O—共价键将离子液体嫁接在纳米TiO_2表面,制备离子液体@TiO_2纳米复合材料,并利用红外光谱、差热分析、元素分析等技术手段进行了分析。光催化性能研究表明,在紫外光照射60 min后,[C8tespim]Br@TiO_2([C8tespim]:N-3-(3-三乙氧基硅烷基丙基)-4,5-二氢咪唑)复合材料能够将甲基橙100%脱色,明显优于TiO_2P25的光催化降解性能。同时发现其光催化性能与阴离子类型有密切关系,活性顺序为[C8tespim]Br@TiO_2[C8tespim]PF6@TiO_2[C8tespim]Tf2N@TiO_2。     

离子液体中二氧化硅纳米微粒的制备及其摩擦学性能

以 1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐离子液体为溶剂, 合成了二氧化硅纳米颗粒, 并以含有二氧化硅纳米颗粒的离子液体作为基础油,对其摩擦学性能进行研究; 用透射电子显微镜对二氧化硅的形貌进行分析, 用扫描电子显微镜对钢球磨斑表面的形貌进行了分析. 结果表明, 添加二氧化硅纳米颗粒的离子液体具有较好的润滑性能.     

活性炭-离子液体凝胶电致动膜材料制备及性能研究

本文通过湿法涂膜和热压复合的方法,制备了基于活性炭-离子液体凝胶的电致动膜材料。使用电化学循环伏安法和原位激光位移传感器分别测定了不同活性炭含量对电致动膜材料的界面电容和电致动位移性能的影响。结果显示膜材料的界面电容和电致动位移性能随着活性炭含量增加而增加。     

离子液体中纤维素/纳米层状ZnO复合抗菌纤维的制备及性能

以表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为模板,Zn(NO_3)_2·6H_2O和NaOH为锌源和沉淀剂,通过改进的模板法在温和条件下制得纳米层状ZnO.以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)为溶剂,木浆纤维素和纳米层状ZnO为原料,采用溶液共混方法,通过干湿法纺丝制备了ZnO质量分数分别为3%,5%,7%及9%的纤维素/ZnO纳米复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TG)等方法对纳米层状ZnO及纤维素/ZnO复合纤维进行了表征,并探讨了ZnO的加入对复合体系流变性的影响,同时对复合纤维进行了力学和抗菌性能测试.研究结果表明,所制备氧化锌纯度高,且呈现出重复周期为3.58 nm的层状结构,抗菌性能优异.纳米层状ZnO的加入提高了纤维素纤维的热稳定性和机械强度,同时赋予纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性.ZnO片层被纤维素链剥离,并均匀分散于纤维素/ZnO复合物中.ZnO的加入增大了纤维素溶液的黏度,当ZnO含量达到5%以上时,在整个频率范围内,弹性模量大于损耗模量,纳米粒子可稳定悬浮.     

双螺杆冻胶纺丝法制备有机液体吸附功能纤维及其性能研究

在聚合釜中合成了BMA/HEMA二元共聚树脂,利用双螺杆纺丝机、采用冻胶纺丝技术制备了有机液体吸附功能纤维,研究了单体投料比中HEMA质量分数对纤维各种溶胀行为的影响,利用动态热机械分析仪(DMA)对纤维的动态力学性能进行了研究,同时利用环境扫描电子显微镜(SEM)观察了纤维的表面和断面形貌.结果表明,HEMA引入大分子后,所得纤维对有机液体甲苯、三氯乙烯具有吸附功能,且吸附过程符合sigmoidal模型中的Hill方程;随HEMA质量分数的增加,纤维对甲苯和三氯乙烯的饱和吸附量增大,对甲苯和三氯乙烯的最大吸附量分别可达10g/g和21g/g;随HEMA质量分数的增加,纤维剩余率增加的同时,使纤维对甲苯和三氯乙烯的握持能力增强;HEMA质量分数对纤维动态力学性能有突出影响,特别是链段运动受其影响更为明显;HEMA质量分数对纤维表面和断面形貌均有显著影响,特别是当HEMA质量分数为15wt%时,所得纤维表面出现了许多空洞,其断面存在许多尺寸不均的空洞.     

离子液体/乙烯-醋酸乙烯共聚物复合材料的制备与性能

分别将离子液体三正丁基甲铵(双三氟甲磺酰)亚胺盐([TBMA][NTf₂])和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM][BF₄])与乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体(EVM)熔融共混制备复合材料,研究了离子液体与EVM的相容性及抗静电性能。 样品宏观透明性和SEM测试结果显示,[TBMA][NTf₂]与EVM具有较好的相容性,相应的EVM/[TBMA][NTf₂]复合材料的抗静电效果更好;热重分析(TGA)结果表明,[TBMA][NTf₂]促进EVM热解,而[EMIM][BF₄]对EVM的热稳定影响较小。 室温下在EVM中填加[TBMA][NTf₂]的共混物表现出较好的柔性,当[TBMA][NTf₂]质量分数为20%时,EVM/[TBMA][NTf₂]复合材料的模量为0.58 MPa,断裂伸长率可达到2997%。     

新型质子离子液体/硅凝胶电解质的制备及其性能

采用一步溶胶-凝胶法首次将质子型离子液体固定于纳米多孔硅骨架中,合成了表面光滑、柔软、透明的质子增强型固态复合凝胶电解质.研究表明,该凝胶电解质结合了无机硅骨架和质子离子液体的双重优点,具有高的热稳定性（〉300℃）、宽的电化学稳定窗口（〉2.8V）和优异的中低温导电性（11.25×10？3Scm？1,80℃）.可望作为一种新型固态电解质应用于先进储能器件.     

聚季铵盐离子液体材料制备及其对蛋白质吸附性能评价

通过一步合成法制备了两种可聚合季铵盐离子液体功能单体,并通过沉淀聚合法合成了相应的聚离子液体聚合物。对产物进行了核磁共振、扫描电镜、热重分析等表征。结果表明:所制备的两种材料粒径均匀,约为600 nm的椭球形颗粒,颗粒之间有相互粘连。通过对牛血清白蛋白(BSA)、卵清蛋白(OVA)、牛血红蛋白(BHb)、溶菌酶(Lys)、胰蛋白酶(Try)5种蛋白质的吸附性能实验,考察了聚季铵盐离子液体材料对蛋白质的吸附性能。考察结果表明:两种聚离子液体材料均对蛋白质具有一定的吸附性能。其中以4-乙烯基苄氯季铵盐离子液体为功能单体制备的聚离子液体材料对胰蛋白酶的吸附性能最好,是一种具有良好应用前景的材料。     

微波助离子液体中纳米TiO2／PMMA复合材料的制备及光催化性能

微波加热法合成离子液体[Bmim]BF4,并以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下制备纳米TiO2/PMMA复合材料.用XRD,IR和TG对该复合材料进行测试和表征;并在高压汞灯下用甲基橙溶液对其进行光催化降解性能测试.结果表明,制备TiO2/PMMA复合材料的最佳条件是:离子液体1.7mL,钛酸丁酯与MMA的体积比为3.4∶1.0,微波辐射功率600W、反应温度70℃、反应时间35min.并且用[Bmim]BF4作为反应介质,能够显著提高TiO2/PMMA复合材料的光催化活性,所制备的TiO2/PMMA复合材料不需要经过高温煅烧,就表现出极高的光催化活性;TiO2负载PMMA后,复合材料的光催化活性得到了进一步的改善.该复合材料对甲基橙的降解率在1.5h就可达到98.4%,其活性明显优于未负载的纳米TiO2催化剂.     

聚氨基酸离子液体的制备及其对CO_2的吸收性能

以2-溴代异丁酸乙酯(EBiB)为引发剂、溴化铜(CuBr2)与2,2-联吡啶(bpy)为催化剂、抗坏血酸(AC)为还原剂,以[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵(METAC)为单体,在水-DMF体系中通过原子转移自由基聚合(ATRP)成功合成了分子量可控的聚甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(P[META][Cl])。将P[META][Cl]经离子交换形成氢氧化物后,再与甘氨酸进行离子交换,干燥后制得了一种可用于吸收CO_2的聚氨基酸离子液体(P[METAC][Gly])固体吸附材料。通过核磁共振(1 H-NMR)、尺寸排阻色谱法(SEC)和热重(TG)等测试方法表征了产物的化学结构与物化性能。结果显示,在CO_2气氛,40℃常压下,P[METAC][Gly]的CO_2吸收能力高达5.20%(质量分数),且能变温循环使用。     

负载型氨基酸离子液体的制备及其对二氧化碳的吸附性能

采用浸渍蒸发法将四甲基铵甘氨酸([N1111][Gly])和四甲基铵赖氨酸([N1111][Lys])两种离子液体分别负载到硅胶(SG)表面,利用EA、TGA、BET和FT-IR等技术对所得到的吸附剂进行表征,考察了离子液体种类、离子液体负载量和温度等条件对其CO_2吸附性能的影响。结果表明,离子液体成功负载到硅胶表面,所制得的负载型氨基酸离子液体对二氧化碳具有良好的吸附性能。在所考察的温度范围(303.15-323.15 K)内,温度越高,平衡吸附量越小;在负载量为10%-60%,随着负载量的增加,平衡吸附量先增加后减小。对于[N1111][Gly]/SG,当负载量为22.4%(质量分数)、吸附温度为30℃、压力为0.1 M Pa时,二氧化碳的平衡吸附量可达到41 mg/g(相对于1 mol AAILs吸附0.62 mol CO_2),而且,吸附20 min即可达到平衡吸附量的90%。吸附剂在循环使用六次之后,其结构与性能均保持良好。