抗衡离子对硫酸盐表面活性剂气/液界面性质影响的分子动力学模拟

采用全原子分子动力学方法研究了抗衡离子为第一主族离子(Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺和Cs⁺)的十二烷基硫酸盐表面活性剂的气/液界面性质. 通过分析体系中各组分的密度分布曲线, 考察表面活性剂单分子层在界面的聚集形态, 并利用径向分布函数分析了表面活性剂极性头基与抗衡离子间的相互作用. 研究结果表明: 随着抗衡离子半径的增大, 不同体系的界面水层厚度依次增加, 表面活性剂极性头基与抗衡离子形成的Stern和扩散层厚度也相应增加. 但表面活性剂吸附层的抗衡离子缔合度以及体系表面张力却随抗衡离子半径的增大而减小. 研究表明抗衡离子的差异对十二烷基硫酸盐表面活性剂气/液界面性质有很大影响.     

离子液体/凝胶聚合物电解质的制备及其与LiFePO_4的相容性

以1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))和六氟磷酸锂(LiPF6)为原料,采用溶液浇铸法制备了离子液体/凝胶聚合物电解质(ILGPE).通过循环伏安(CV)、计时电流法、恒流充放电、电化学阻抗法(EIS)研究了该电解质的离子传输特性以及与锂离子电池正极材料LiFePO4的相容性.结果表明,离子液体/凝胶聚合物电解质的室温电导率为1.650×10-3S·cm-1,电化学稳定窗口达到5.0V.在充放电循环过程中,电极表面形成的钝化膜改善了锂离子脱、嵌可逆性和电极/电解质的界面性质.     

电化学的前沿与展望

电化学是物理化学的重要分支,主要研究电子导体-离子导体、离子导体-离子导体的界面现象、结构和化学过程,以及与此相关的现象和过程.电化学研究的内容包括两个方面:(1)电解质的研究,即电解质学(或离子学),包括电解质的导电性质、离子的传输特性、参与反应的离子的平衡性质等,其中电解质溶液的物理化学研究常称电解质溶液理论;(2)电     

电化学基础研究的进展电化学高级研讨班讲座

电化学基础研究的进展电化学高级研讨班讲座田昭武,苏文煅（固体表面物理化学国家重点实验室,厦门大学化学系,厦门,３６１００５）电化学是研究电子导体（或半导体材料）／离子导体（通常为电解质溶液）和离子导体／离子导体的界面结构、界面现象及其变化过程与机理的...     

纳米复合全固态聚膦腈电解质

为了进一步提高聚合物电解质的室温离子电导率和锂离子的迁移数,通过对纳米二氧化硅的表面修饰,并采用可聚合的带氧化乙烯-氧化丙烯共聚侧链取代的聚膦腈大单体制备了纳米复合的全固态电解质.通过X射线光电子能谱,扫描电镜,差热扫描分析对纳米复合电解质的性能和形貌进行了分析,并通过交流阻抗考察了电解质与电极间的界面稳定性,用循环伏安表征了电解质的电化学稳定窗口,考察了锂盐含量对电解质离子电导率的影响,测试了电解质的离子电导率随温度的关系,并对锂离子的迁移数进行了测定.研究结果表明,通过纳米复合的方法,提高了聚合物电解质的离子电导率,降低了界面电阻,提高了锂离子迁移率.     

高分子的离子效应

在传统理论中,离子通常被作为点电荷处理,其对高分子性质的影响主要基于离子强度效应.然而,高分子体系中许多重要实验现象都无法简单地通过离子强度效应加以理解,这需要从超越离子强度概念的角度来考虑高分子的离子效应.本专题论述将主要讨论高分子体系中的离子特异性效应、离子氢键效应、离子亲/疏水效应以及多价离子效应.离子特异性效应普遍存在于带电高分子体系以及中性高分子体系,且可以在不同溶剂体系中观察到;离子氢键效应可被应用于调控强聚电解质刷的水化、润湿、黏附等多种性质;离子亲/疏水效应不但可以调控界面接枝聚电解质的性质,还可以调控聚电解质溶液以及聚电解质凝胶的性质;通过多价离子交联作用,多价离子效应可被应用于调控聚电解质刷以及高分子凝胶的性质.这些高分子的离子效应拓宽和加深了我们对离子与高分子间相互作用的理解,为基于不同离子效应调控高分子性能奠定了基础,并可进一步拓展至其他类型重要的离子-高分子间相互作用.     

双功能型吡啶基离子液体的性质及在染料敏化太阳电池中的应用

采用高压釜无溶剂法合成了一种吡啶碘离子液体1-乙基-4-叔丁基吡啶碘(TBEPI), 并将其应用到染料敏化太阳电池(DSC)中. 利用电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)研究了TBEPI作为碘源的电解质的电化学性质、在TiO₂膜上的吸附特性及抑制TiO₂/染料/电解质界面电子复合的动力学过程. 结果表明, TBEPI作为碘源可提供充足的碘离子, 其电解质的电导率、电化学窗口及氧化还原电对的扩散能力都满足电池工作的需要. TBEPI可有效吸附在TiO₂ 表面形成阻挡层, 抑制TiO₂/染料/电解质界面的电子复合过程, 与传统的以1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘(DMPII)作为碘源的DSC相比, 光电转换效率(η)由7.1%提高到7.5%.     

聚电解质中阳离子浓度对7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷现场显微红外光谱的影响

用现场显微红外光谱电化学技术研究了聚电解质中TCNQ在电化学还原过程中二价阴离子与Li~+离子之间形成的离子对.离子对效应随阳离子浓度增加而增大.观察到一个文献中未曾报道的谱带位于2130cm~(-1)附近.     

电位调控电解质迁移过程的ToF-SIMS可视化研究

电子转移过程是电化学反应的核心,而构成电极反应的前提则是电活性物质在电极表面的迁移扩散.对电位调控下电解质迁移过程的观测,有助于对电极表面电化学反应机理进行更加深入的理解.以氯化钾溶液在金电极表面的迁移过程为研究模型,通过制备可用于高真空环境中的微流控电化学池,实现液体电化学飞行时间-二次离子质谱（ToF-SIMS）联用,用于氯化钾溶液在不同电极电位条件下迁移过程的实时监测.通过化学成像呈现不同电位下氯化钾溶液在金电极附近的分布情况,观测到K⁺与H⁺（H₂O）_n在施加-0.30 V电压后,在电极附近存在聚集,施加0.70 V电压后,电极附近处,两物种浓度明显降低.通过液体电化学ToF-SIMS联用,可实现电极调控作用下电解质迁移过程的原位监测,展现了带电粒子在电场作用下的宏观迁移过程,为电极-电解质界面的原位实时监测提供可视化的研究手段.     

表面改性纳米SiO2复合聚合物电解质的制备及性能

通过化学方法将具有增塑效果的环状碳酸酯基团引入纳米SiO2表面,并用FTIR与TGA对改性纳米SiO2进行了表征.将改性纳米SiO2添加到以聚氧化乙烯(PEO)为基体的聚合物电解质中,制备了复合聚合物电解质.通过DSC和交流阻抗等方法对该聚合物电解质膜的热力学和电化学性能进行了研究.结果表明,掺杂改性纳米SiO2的聚合物电解质具有更高的离子电导率,室温最高离子电导率可达到1.84×10-5 S/cm;具有较高的锂离子迁移数,最高可达到0.49,且具有更好的界面稳定性.