基于咔唑和噻吩的两种聚合物的电化学合成

利用斯蒂尔偶联反应合成了两种基于咔唑和噻吩的有机共轭单体,通过电化学方法聚合成导电聚合物,并对其进行了结构表征和光电性能研究. 核磁共振¹H谱和¹³C谱验证了单体与理论结构一致,红外测试验证了电化学聚合位点为噻吩的α位. 光滑、均质且分布小孔的表面形貌有利于提高聚合物的电导率和电子传输性能. 在-0.1 V到1.2 V电压范围内,两种聚合物膜都表现出良好的电致变色特性. 循环伏安法和热重表明,相比于聚合物P1,共平面性更好的聚合物P2的电化学和热稳定性更优.     

电化学合成聚噻吩薄膜提高光伏电池的开路电压

以铟锡氧化物(ITO)/聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)为工作电极,采用电化学沉积法,直接在其上形成聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜。其紫外可见吸收光谱的峰值约位于410nm处,吸收边延至610nm处,禁带宽度为2.04eV。测得其最高占有分子轨道(HOMO)能级为-5.21eV,而化学合成P3HT的HOMO能级为-5.02eV,这可能源于电化学合成聚噻吩的规整度比化学合成的要高。原子力显微镜AFM形貌结果表明电化学合成的P3HT中噻吩分子排列紧密,循环伏安扫描表明此P3HT薄膜的电化学性质稳定。采用该电化学合成的聚噻吩与富勒烯衍生物[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)复合而成的光伏电池的开路电压高达0.76V,这主要源于电化学合成聚噻吩HOMO能级的降低,因而揭示了提高光伏电池开路电压的新途径。     

芘在离子液体及常规溶剂中的激光闪光光解研究

利用纳秒级时间分辨激光光解装置,以Nd:YAG激光器三倍频后的355 nm激光作为激发光源,研究了芘在常规溶剂乙腈、丙酮、环己烷、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体([Bmim][PF6])、N-丁基吡啶四氟硼酸离子液体([BuPy][BF4])以及三乙基庚基铵双三氟甲磺酰亚胺(R4NNTf2)的瞬态光解行为,比较...     

离子液体[BMIM]BF4+H2O汽液相平衡实验研究

离子液体[BMIM]]BF4具有较高的热稳定性,且与水有很好的互溶性,其水溶液在分离、萃取等化工和制冷、热泵等吸收式能量转换系统中的应用受到重视,急需较完整的相平衡实验数据.本文对离子液体[BMIM]BF4+H2O二元体系的汽液相平衡(蒸汽压)特性进行较大温度和压力范围的测定.测试系统采用了双温浴控温方式,获得较高测试...     

离子液体中聚氧化乙烯(PEO)相变过程中的氢键效应

我们把Flory-Huggins模型推广应用到聚合物/离子液体体系,研究聚氧化乙烯(PEO)在离子液体[EMIM][BF_4]中相变过程中的氢键效应,理论模型考虑了三种类型氢键(Ⅰ型:PEO-[EMIM]~+氢键,Ⅱ型:PEO-[BF_4]~-氢键和Ⅲ型:[EMIM]~+-[BF_4]~-氢键)的形成,分析了三种类型的氢键分数随温度、 PEO体积分数的变化.研究发现,三种类型的氢键分数随温度的升高而减少.在较小PEO体积分数条件下,增加PEO体积分数,Ⅰ型、Ⅱ型氢键分数轻微地减小;在较大PEO体积分数条件下,增加PEO体积分数,Ⅰ型、Ⅱ型氢键分数急剧减少.Ⅲ型氢键分数随着PEO体积分数的增加而急剧降低.由于三种氢键效应,第二维里系数A_2随温度的增加而减小.通过计算分析不同分子量的PEO在[EMIM][BF_4]中的相图发现,在PEO体积分数较低的条件下,Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型氢键是PEO相变的主要驱动力;在PEO体积分数较高的条件下,Ⅰ型和Ⅱ型氢键在PEO相变过程中起到主导作用.     

一种二氧化碳-离子液体吸收式制冷系统性能的分析研究

吸收式制冷利用低品位热源为驱动,具有结构简单、运转安静、节能环保等特点,有很大的发展空间。适当的离子液体和CO2可以构成吸收式制冷的工质对,这类吸收制冷工质对可以工作在较高压力,有利于吸收制冷系统的小型化,具有潜在的应用前景。以1-丁基-3-甲基咪挫六氟硼酸盐[bmim][PF6]为例,计算分析了一种离子液体-CO2跨临界吸收式制冷循环的性能,发现该循环的热力性能还并不理想,然后从工质对溶解度和反应热方面分析了原因,给出了进一步研究的方向。     

6－硝基喹啉的电化学还原及现场ESR研究

用循环伏安法与现场ＥＳＲ方法结合，研究了６－硝基喹啉在ＤＭＳＯ介质中，Ｐｔ电极上的电化学行为，检测到了电化学还原的中间产物阴离子自由基，估算了阴离子自由基衰变的速度常数，提出了６－硝基喹啉电化学还原的机理。     

离子液体在大气压等离子体中稳定性研究

采用发射光谱、紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和核磁共振技术分析1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[Bmim]HSO₄）, 1-丁基吡啶硫酸氢盐（HSO₄）和1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼（[Bmim]BF₄）三种离子液体在大气压介质阻挡放电氩等离子体体系中的稳定性,并分别以上述三种离子液体为辅助液采用大气压介质阻挡放电等离子体技术制备TiO₂,进一步研究三种离子液体在等离子体中的稳定性对所制备的TiO₂晶相结构的影响。结果表明：向大气压介质阻挡放电氩等离子体中分别引入[Bmim]HSO₄,HSO₄和[Bmim]BF₄离子液体后并未改变氩等离子体放电光谱谱峰的位置和数量且没有新的谱峰生成,但谱峰强度都明显降低,说明上述三种离子液体没有在等离子体区蒸发形成激发态物种;[Bmim]HSO₄和HSO₄放电前后的红外吸收光谱基本一致,表明离子液体在放电后的化学键未发生改变;[Bmim]HSO₄和HSO₄的紫外可见吸收光谱显示其吸收峰的位置和强度未发生改变,说明两种离子液体在等离子体作用后的结构是稳定的;[Bmim]BF₄放电前后的红外吸收光谱各个特征峰并无明显差异,但其紫外可见吸收光谱图谱吸收峰的位置却发生较大的偏移,进一步对放电前后的[Bmim]BF₄离子液体进行核磁共振分析,两者的1H NMR峰数相同,但放电后的离子液体化学位移向高位偏移大约0.2单位,说明其化学环境发生了变化,表明有部分[Bmim]BF₄结构发生改变。光谱和核磁共振技术分析表明离子液体[Bmim]BF₄在等离子体作用后结构发生了改变。采用三种离子液体辅助大气压介质阻挡放电等离子体技术制备TiO₂样品的X-射线衍射分析结果表明 [Bmim]HSO₄和HSO₄辅助制备的HSO₄-TiO₂和[Bmim]HSO₄-TiO₂,谱图与锐钛矿相TiO₂标准谱图基本一致,表明所制备的TiO₂为纯锐钛矿型。而[Bmim]BF₄辅助制备的[Bmim]BF₄-TiO₂在2θ=24.1°处的衍射峰向小角度偏移,2θ=48°处的衍射峰向大角度偏移,说明[Bmim]BF₄在辅助制备TiO₂过程中,F进入TiO₂的晶格,破坏了TiO₂原子间的平衡状态,生成了F掺杂TiO₂光催化材料。F掺杂TiO₂光催化材料的形成也间接证明了离子液体[Bmim]BF₄在大气压等离子体中的不稳定性,此结果与核磁共振及紫外可见光的检测结果相一致。同时说明离子液体在等离子体的作用下对于纯锐钛矿晶格的形成和促进高活性掺杂型的光催化材料具有重要作用。为等离子体辅助离子液体制备高性能纳米材料提供重要的实验和理论依据。     

离子液体液滴在加热平板上的铺展特性研究

采用FLIR红外热像仪对离子液体及其水溶液液滴撞击加热平板后的表面温度分布进行研究,分析了液滴铺展直径随平板加热温度及加热时间的变化规律。结果表明:随着液滴与平板加热时间的增加,液滴表面温度分布均由凹状分布变化至均匀分布;随着平板温度的增加,液滴表面温度增加。随着加热时间的增加,水液滴直径缓慢减小,并在某一时刻急剧降低;而对于60wt%离子液体液滴及纯离子液体液滴,液滴直径反而缓慢增加并趋于稳定。随着加热温度的增加,水液滴直径急剧降低的时刻点前移,对于60wt%离子液体溶液液滴,液滴直径变化规律不明显,而对于纯离子液体液滴,液滴直径逐渐增加。     

等效回路法在离子液体电极效应中的应用

利用等效电回路模型简化离子液体的电极系统,分析了电极效应中出现的3个特征频率和各自表征的物理意义.基于离子液体介电谱实验数据,获取了等效电回路的基本参数:本体电容、本体电阻和电双层电容,进而得到离子液体样品和电双层的基本介电参数,以及与离子迁移相关的物性参数如扩散系数、迁移率、离子液体中有效离子浓度,对深入理解离子液体导电和界面机制有重要的意义.     

s-BLM修饰电极对组胺电化学传感行为的研究

研究了以抗组胺剂修饰的固体支撑双层类脂膜 (s BLM)分子器件体系对组胺的电化学传感行为 .结果表明 ,在s BLM膜中镶嵌抗组胺剂 ,体系对组胺的电化学响应强烈 ,并随着组胺浓度的增加而加大 ,这主要是由于组胺与抗组胺剂的特异性对抗效应引起的 .在接近通常的生理条件下 (pH =7.5 ) ,响应电流与组胺的浓度在 3.0～ 6 0 .0 μg/L呈良好的线性关系 ,相关系数为 0 .9878,表现出较高的灵敏度、选择性及良好的稳定性 .该体系可以在 - 2 0 0mV下用伏安法检测组胺的浓度 ,获得高稳定性和低检出限量的电化学生物传感器     

离子液体凝胶聚合物电解质PP13TFSI-LiTFSI-P(VdF-HFP)的电化学性能 (cited: 1)

采用溶液浇铸法将N-甲基-N-丙基哌啶二(三氟甲基磺)亚胺(PP13TFSI)、二(三氟甲基磺)亚胺锂与偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VdF-HFP))混合制备离子液体凝胶聚合物电解质(ILGPEs). 通过扫描电子显微镜观察发现,这种离子液体凝胶聚合物电解质由于液体相的均匀分布而具有疏松的结构. 采用电化学阻抗、计时电流法、线性扫描伏安法测试了电解质的离子电导率、锂离子迁移数和电化学窗口. 室温下离子液体凝胶聚合物电解质的离子电导率和锂离子迁移数分别是0.79 mS/cm和0.71,电化学窗口为0～5.1 Vvs. Li⁺/Li. 电池性能测试表明,这种离子液体凝胶聚合物电解质在Li/LiFePO₄电池中是稳定的,放电容量在30、75和150mA/g倍率下分别为135、117和100 mAh/g,电池经100个循环后容量保持在100%而几乎没有衰减.     

硝基苯在BMimPF6中的紫外光谱及电还原特性

应用紫外光谱和循环伏安法研究了硝基苯和离子液体BMim PF6的相互作用及其电还原特性。结果表明,硝基苯与紫外光谱受离子液体作用的影响,硝基的吸收峰红移,末端吸收消失。硝基苯电还原的传递系数α随浓度变化而减小。扩散系数D随浓度升高先降低后稍升高。     

Electrochemical synthesis of poly-6-amino-m-cresol (poly-AmC)

The electropolymerization of 6-amino-m-cresol (AmC) on a platinum electrode was studied in 0.1 M Na₂SO₄ solution containing 5 × 10⁻³ M 6-amino-m-cresol at different pHs using cyclic voltammetry technique. Voltammetric results showed that oxidation of 6-amino-m-cresol produced a passivating polymeric film on the platinum surface at all pHs studied. Synthesized polymer has bronze color on platinum. To investigate the structure of poly-6-amino-m-cresol (poly-AmC) films FTIR technique was employed. The spectroscopic results indicate that polymer chain consist of ring opened units rather than phenoxazine structure.     

液体离子提取烟梗木质素的研究

本文研究了在温和的条件下利用四种离子液体对烟梗木质素的提取过程,结果表明1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM][DEP])的提取效果最佳. 通过80 °C的热水搅拌30 min的预处理过程可以有效脱除烟梗中含有的绝大多数糖分同时疏松了烟梗的微纤维结构,在此基础上使用[EMIM][DEP]在150 °C和反应时间4 h的条件下可以获得纯度90.21%的木质素,木质素的提取率达到85.38%.     

Improved Ionic Conductivity of NBR/Epoxy Resin/LiClO4 Composites by Adding Ionic Liquid

Solid polymer electrolyte with high ionic conductivity was prepared by adding an ionic liquid, 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (BMIMOTF) to the nitrile butadiene rubber/epoxy resin/LiClO₄ (NBR-EP-Li) system. The addition of BMIMOTF into NBR-EP-Li composites, with the LiClO₄/BMIMOTF mole ratio of 1/0.54, improved the conductivity by 6–17 times depending on the amount of LiClO₄. Infrared difference spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy analysis confirmed the interaction between LiClO₄ and BMIMOTF, which caused a decreasing interaction between ClO₄ ^? and Li⁺. X-ray diffraction and field emission scanning electron microscopy analysis indicated BMIMOTF improved the dissolution of LiClO₄ and contributed to the increase of conductivity by an increase of free Li⁺.     

纳米多孔离子液体复合材料的合成及其在酯化反应中的应用

以溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体和磷钨杂多酸(H₃PW₁₂O₄₀)为原料制备了杂多酸功能化离子液体复合材料催化剂(bmim-PW12),并用于催化乙酸与正丁醇酯化合成乙酸正丁酯的反应,考察了bmim-PW12不同热处理温度对其结构以及催化酯化反应活性的影响．结果表明,bmim-PW12在500 oC热处理时杂多酸 阴离子仍保持Keggin结构,但有机阳离子在350 oC以上发生了部分分解．bmim-PW12在400 oC热处理具有纳米多孔结构和较大的酸强度,且在丁醇与乙酸酯化合成乙酸丁酯反应中,具有较高的催化活性和较好的重复使用性能.     

Electrodeposition of Poly(3-Chlorothiophene) Film on WO3 Surfaces in an Ionic Liquid

Poly(3-chlorothiophene) (PCT) was electrochemically polymerized on the surface of tungsten oxide (WO₃) in the ionic liquid 1-butyl-3-metyllimidazolium hexafluorophosphate by a potentiodynamic method. The PCT/WO₃ films were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray analysis. Cyclic voltammetric experiment results showed that the electrochemical activity of the PCT/WO₃ composite film was significantly improved due to the contribution of unique structure and interactions between PCT and WO₃.     

紫外光下纳米TiO2薄膜亲水性机理的电化学研究

利用溶胶 凝胶方法在透明导电玻璃ITO (SnO2 ∶In)表面制备纳米TiO2 薄膜 ,XRD谱图表明TiO2 是锐钛矿晶型 ,AFM (Atomic Force Microscope)测得薄膜表面粒子约为 10 0nm .研究了ITO表面纳米TiO2 薄膜的光致亲水性变化 .通过循环伏安技术测定TiO2 薄膜电极在 2 5 3.7nm的紫外光照射后的电化学行为推测光致亲水性机理 .发现在紫外光照射一定时间后 ,TiO2 薄膜电极的循环伏安图在 +0 .0 35V处出现新的氧化峰 ;且随光照时间的增加 ,氧化峰的峰电流增大 ,溶液中的溶解氧对峰电流的大小有明显影响 .实验表明 ,在紫外光照下电极表面有Ti3 + 产生 ,证实了TiO2 薄膜的光致亲水性转变过程与Ti3 + 的生成导致的表面结构变化有关