离子液体中聚(3-溴噻吩)的电化学合成和电色效应研究

以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体[BMIM]PF₆既作为溶剂又作为支持电介质, 通过恒电流、循环伏安等方法制备聚(3-溴噻吩)(PBrT)膜. 采用红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对PBrT膜的结构和形貌进行表征, 用热重和差热分析法(TG-DTA)研究聚合膜的热稳定性, 并利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、计时电流和计时吸收曲线研究该聚合膜电化学和电致变色的特性. 研究结果表明, 与传统方法比较, 在离子液体[BMIM]PF₆中制备的PBrT膜更致密、光滑, 具有良好的氧化还原可逆性和充放电能力, 电活性高, 热稳定性好. 以该方法制备的PBrT膜颜色变化明显, 响应时间快(0.5 s), 同时由于离子液体具有电位窗宽、导电率高、可循环利用等优点, 因此在电化学聚合等方面具有良好的应用前景.     

离子液体中聚3-己基噻吩的制备及电致变色性质和器件的研究

以室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM]PF₆为溶剂及支持电解质,通过电化学方法制备聚(3-己基噻吩)(PHexT)膜。采用循环伏安法和扫描电子显微镜,对膜的电化学性质及形貌结构进行表征。同时通过紫外可见光谱、计时电流、计时库仑以及计时吸收曲线等方法研究聚合物膜的光谱电化学和电致变色特性,并在此基础上制备PHexT膜的电致变色器件。实验结果表明,在离子液体中制备的PHexT膜光滑致密,掺杂态时为蓝色,脱掺杂时为桔红色,并且具有高的颜色对比度 (40%),较短的响应时间 (2.5 s) 和高的电致变色着色效率 (230cm²/C),该膜制成的固态电致变色器件具有很好的电致变色性能和长的循环寿命。     

离子液体BMIMPF6修饰碳糊电极电化学测定维生素E

用疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([BMIM]PF6)作粘合剂制备了离子液体修饰碳糊电极(IL/CPE)。采用循环伏安法(CV)研究了维生素E(vitamin E,VE)的氧化产物生育酚红在IL/CPE和未修饰碳糊电极(CPE)上的电化学行为,结果表明生育酚红在IL/CPE上氧化过程更易于进行,峰电流响应ip也明显增加,表明IL/CPE对生育酚红的氧化还原反应具有良好的电催化作用。同时测定了电极过程的动力学参数:电荷转移系数α=0.8746,扩散系数D=1.65×10-3cm2/s,电极反应速率常数kf=6.64×10-2cm/s。采用方波伏安法(SWV)发现生育酚红氧化峰电流与其浓度在1.53×10-4mol/L～8.39×10-7mol/L范围内呈线性关系,检出限为1.58×10-8mol/L。该法可用于VE实际样品的分析测定。     

离子液体中纳米TiO2/聚3-甲基噻吩复合膜的制备及性质研究

采用溶胶凝胶法制成了纳米TiO₂电极, 在离子液体中将其应用于3-甲基噻吩的电化学聚合, 采用循环伏安法(CV), 在线紫外可见光谱(UV-Vis), 扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对TiO₂/聚3-甲基噻吩(TiO₂/PMT)复合膜进行了表征并研究了其电化学性质. 实验证明, 不论是用循环伏安法, 恒电位, 还是恒电流方法, 都能在电极上得到聚3-甲基噻吩(PMT)膜, 并伴随有明显的掺杂和去掺杂过程. 对应的在线紫外可见光谱上, 也出现了氧化和还原两种不同的吸收状态, 还原(去掺杂)过程中在480 nm处有一个吸收峰, 而氧化(掺杂)过程中此峰消失, 取而代之的是一个可见光区的逐渐增强的吸收. PMT膜是p型半导体, TiO₂是n型半导体, 两者之间能够形成p-n异质结, 使光电转换效率得以提高. SEM给出了TiO₂电极和聚合物修饰的TiO₂的形貌图, 电极的交流阻抗谱则从一个角度说明了聚合物膜修饰电极的导电性.     

离子液体中纳米TiO2/聚3-甲基噻吩复合膜的制备及性质研究

采用溶胶凝胶法制成了纳米TiO₂电极, 在离子液体中将其应用于3-甲基噻吩的电化学聚合, 采用循环伏安法(CV), 在线紫外可见光谱(UV-Vis), 扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对TiO₂/聚3-甲基噻吩(TiO₂/PMT)复合膜进行了表征并研究了其电化学性质. 实验证明, 不论是用循环伏安法, 恒电位, 还是恒电流方法, 都能在电极上得到聚3-甲基噻吩(PMT)膜, 并伴随有明显的掺杂和去掺杂过程. 对应的在线紫外可见光谱上, 也出现了氧化和还原两种不同的吸收状态, 还原(去掺杂)过程中在480 nm处有一个吸收峰, 而氧化(掺杂)过程中此峰消失, 取而代之的是一个可见光区的逐渐增强的吸收. PMT膜是p型半导体, TiO₂是n型半导体, 两者之间能够形成p-n异质结, 使光电转换效率得以提高. SEM给出了TiO₂电极和聚合物修饰的TiO₂的形貌图, 电极的交流阻抗谱则从一个角度说明了聚合物膜修饰电极的导电性.     

离子液体中纳米TiO2/聚3-甲基噻吩复合膜的制备及性质研究

采用溶胶凝胶法制成了纳米TiO2电极,在离子液体中将其应用于3-甲基噻吩的电化学聚合,采用循环伏安法(CV),在线紫外可见光谱(UV-Vis),扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对TiO2/聚3-甲基噻吩(TiO2/PMT)复合膜进行了表征并研究了其电化学性质.实验证明,不论是用循环伏安法,恒电位,还是恒电流方法,都能在电极上得到聚3-甲基噻吩(PMT)膜,并伴随有明显的掺杂和去掺杂过程.对应的在线紫外可见光谱上,也出现了氧化和还原两种不同的吸收状态,还原(去掺杂)过程中在480 nm处有一个吸收峰,而氧化(掺杂)过程中此峰消失,取而代之的是一个可见光区的逐渐增强的吸收.PMT膜是P型半导体,TiO2是n型半导体,两者之间能够形成p-n异质结,使光电转换效率得以提高.SEM给出了TiO2电极和聚合物修饰的TiO2的形貌图,电极的交流阻抗谱则从一个角度说明了聚合物膜修饰电极的导电性.     

离子液体在电化学中的应用

离子液体作为绿色替代溶剂在电化学中的应用涉及电解、电镀、电催化、电池和电容技术等 ,在全球环境问题日益严峻的今天 ,电化学及其技术将显示重要作用。本文就离子液体这一新型的反应介质及其在电化学中的应用和研究进展加以阐述     

Ag/WO3纳米复合膜的制备及其电致变色性质和器件的研究

通过真空镀膜方法制备的纳米Ag薄膜均匀致密, 表面光滑. 然后通过电化学方法在Ag纳米薄膜上沉积一层三氧化钨(WO3), 制备纳米Ag/WO3复合膜. 并在此基础上构筑五层式玻璃/ITO/纳米Ag-WO3复合膜/固态电解质/聚(3-甲基噻吩)/ITO/玻璃电致变色器件. 实验结果表明, 与传统的WO3膜相比, 纳米Ag/WO3复合膜具有更好的电化学活性、更高的对比度、更短的响应时间, 以及更好的稳定性. 由该复合膜组装的电致变色器件工艺简单, 电致变色性能良好.     

石墨烯/聚3，4-乙烯二氧噻吩复合物的电化学制备及其在超级电容器中的应用

首次提出了一种在离子液体中在石墨烯表面用恒电流法聚合3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体制备石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩(石墨烯/PEDOT)复合物的方法。用原子力显微镜、扫描电镜等技术表征证明石墨烯/PEDOT复合物是由PEDOT纳米谷粒状颗粒分散在石墨烯片表面而组成的。将该复合物用作超级电容器电极材料时,在1.0 A.g-1的充放电比电流下得到的比电容值为181 F.g-1。同时,该材料还显现出较好的充放电可逆性和稳定性。     

一维链状化合物Ga（HPO4）2·C6H11N2的离子热合成、结构与表征

以溴化1-乙基-3-甲基咪唑离子液体为溶剂,在离子热反应条件下,合成得到了具有新颖结构的一维磷酸镓化合物,Ga(HPO4)2.C6H11N2.X-射线单晶结构分析结果显示,该化合物属于单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数a=0.803 6(11)nm,b=1.320 9(17)nm,c=1.275 6(17)nm,β=101.503(2),V=1.326 8(3)nm3,Z=4。     

ATRP法合成两亲性嵌段共聚物PSt-b-PAA及其在离子液体[BMIM][PF6]中的自组装行为研究

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成了分子量可控、分子量分布窄的嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸叔丁酯(PSt-b-PtBA), 进而在酸性条件下由水解反应得到了两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PSt-b-PAA), 并通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H NMR)等测试手段对产物进行了表征. 使三种分子量不同的两亲性嵌段共聚物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF6])中进行自组装, 通过激光粒度分析仪(DLS)和透射电子显微镜(TEM)研究了聚合物在离子液体中自组装的胶束尺寸和结构形态. 当PSt的链段长度一定时, 胶束的形状主要依赖于PAA链的长度. 当PAA链段较长时, 胶束呈球形; 当PAA链段较短时, 则变成不规则的花生状胶束.     

Study on Electrochemical Copolymerization of Aniline and 3-Methylthiophene in HMIMBF4 Ionic Liquid and Its Properties

Electrochemical polymerization of aniline and 3-methylthiophene has been accomplished in 1-methylimidazium tetrafluoroborate （HMIMBF4） ionic liquid. Homopolymer and copolymers of aniline and 3-methylthiophene were obtained successfully. The copolymer was studied by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The formation of copolymer has been confirmed by FT-IR and UV spectra. The atomic force microscope （AFM） was used for microstructural analysis. Both the homopolymer and the copolymer had the catalytic activity for the hydroquinone.     

血红蛋白在离子液体[BMIM]PF6碳糊电极上的直接电化学

制备了离子液体[BMIM]PF6修饰碳糊电极(CILE), 并对其形貌和电化学行为进行了表征. 采用涂布法利用壳聚糖-皂土有机-无机复合膜将血红蛋白(Hb)固定于CILE电极表面, 利用紫外可见光谱、红外光谱和电化学方法等手段对包埋于膜内的Hb的性质进行了表征. 结果表明, Hb在薄膜内保持了其原始构象与生物活性, 循环伏安实验表明, 在pH=7.0的Britton-Robinson (B-R)缓冲液中, Hb表现出一对峰形良好的准可逆氧化还原峰, 为Hb Fe(III)/Fe(II)电对的特征峰, 对其直接电化学行为进行了研究, 求出式电位为-0.352 V(vs SCE), 电子转移数为0.885, 电荷传递系数为0.578, 表观异相电子转移速率常数为0.149 s-1.     

Synthesis of Aryl Allyl Ether in the Recyclable Ionic Liquid [bmim]PF_6

Ionic liquids, especially imidazonium salts, have recently gained recognition as possible environmentally benign alternative chemical process solvents. This is mainly due to their nonvolatile nature, insolubility in some solvents as well as their ability to dissolve a wide range of organic and inorganic materials, allowing the ionic liquids easy recovery and recycling. Examples of their application in organic reactions have been summarized in a number of recent review articles. 1 Aryl allyl et…     

Electropolymerization of O-Phenylenediamine in an Ionic Liquid

Ionic liquid like 1-ethyl-3-methylimidazolium bromine ([EMIM]Br) has been used as electrolyte for the electropolymerization of O-phenylenediamine at glassy carbon electrode by cyclic voltammetry. It is found that poly (O-phenylenediamine) film modified electrode has favorable electrochemical activity in acid solution.     

综合设计性专业实验:离子液体[BMIM]Br的制备及在柴油脱硫中的应用

在微波辅助下合成、纯化了离子液体溴化1-甲基-3-丁基咪唑[BMIM]Br，测定了产率和纯度，并使用FTIR和1HNMR进行了产物结构表征；以[BMIM]Br为萃取剂对催化裂化和加氢裂化柴油进行超声辅助萃取脱硫，并测定了脱硫率；在反应条件优化、测试方法优化、脱硫选择性等方面设置了多个开放性设计实验。该实验项目融合精细化工和石油化工方向，在促进学生知识体系跨界，全面训练综合实验技能，培养学生解决实际问题能力以及科研能力形成等方面作用明显；实验项目以模块化设置，符合"绿色实验"原则。     

Reverse ATRP Process of Methacrylonitrile in [C4mim][PF6]

In this original experiment, an ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([C₄mim][PF₆]), was used as the reaction media for reverse atom transfer radical polymerization of methacrylonitrile (MAN) initiated by azobisisobutyronitrile (AIBN) with FeCl₃ and isophthalic acid (IA) as catalyst and ligand. The polymerization in [C₄mim][PF₆] proceeded in a well-controlled manner as evidenced by kinetic studies. Compared with the polymerization in N, N-dimethylformamide (DMF), the polymerization in [C₄mim][PF₆] not only showed better control of molecular weight and narrower molecular weight distribution but also provided more rapid reaction rate with the ratio of [MAN]:[AIBN]:[FeCl₃]:[IA] at 300:1:2:4. The block copolymer PMAN-b-PSt was obtained via a conventional ATRP process in [C₄mim][PF₆] by using the resulting PMAN as macroinitiator. [C₄mim][PF₆] and FeCl₃/IA could be easily recycled and reused and had no effect on the living nature of reverse atom transfer radical polymerization of MAN.     

离子液体[BMIM]PF6中铬的电沉积行为简

以一氯丁烷、N-甲基咪唑和KPF6为原料,合成了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([BMIM]PF6),用红外光谱(IR)对产物进行了结构分析. 用循环伏安法测试该离子液体在85 ℃下的电化学窗口为4.7 V. 考察了[BMIM]PF6-Cr(Ⅲ)电解液的电化学行为,结果表明,在85 ℃下Cr(Ⅲ)的还原过程是受扩散控制的一步还原不可逆过程,Cr(Ⅲ)的传递系数α=0.023,阴极扩散系数D0=1.142×10-6 cm2/s. 在85 ℃和-1.5 V条件下,用恒电势法在铜片上电沉积Cr(Ⅲ),并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了铜片上镀层的表面结构,发现该镀层呈颗粒状,且颗粒的体积随沉积时间的延长而增大. X射线能量色散谱(EDS) 和X射线粉末衍射(XRD)测试结果表明,该镀层为无定形的金属铬.     

苯甲酰甲酸在玻碳电极[EMIM]Br离子液中的电化学特性

The direct electrochemical reduction of benzoyl formic acid was investigated in ionic liquid, 1-ethyl-3-methyl-imidazolium bromide ([emim]Br), using cyclic voltammetry and chronocoulometry. The diffusion coefficient (D) and the transfer coefficient (α) of benzoyl formic acid in [emim]Br were obtained.