環(huán)氧丙基離子液體與聚醚大分子電解質(zhì)的合成與性質(zhì)研究.pdf

1、高分子固體電解質(zhì)是一種處于固體狀態(tài)也能象液體一樣溶解支持電解質(zhì)，并能發(fā)生離子遷移現(xiàn)象的高分子材料。目前，其在鋰離子電池和染料敏化太陽能電池等電化學(xué)器件的研究相當(dāng)活躍，而對于主鏈?zhǔn)蔷勖呀Y(jié)構(gòu)，側(cè)鏈帶有季銨離子的聚醚大分子電解質(zhì)未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文制備出了三種環(huán)氧丙基離子液體和五種聚醚大分子電解質(zhì)，并對合成的環(huán)氧丙基離子液體和聚醚大分子電解質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究。 本論文對三種環(huán)氧丙基離子液體的合成進(jìn)行研究，得到了合成環(huán)氧丙基離子液體的

2、最佳條件，通過離子交換得到了含有BF4-陰離子的環(huán)氧丙基離子液體；并對合成的環(huán)氧丙基離子液體進(jìn)行了溶解性質(zhì)和導(dǎo)電性質(zhì)的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)對N-甲基咪唑、N-甲基嗎啡、吡啶而言，當(dāng)反應(yīng)溫度分別控制在50℃、20℃、20℃，反應(yīng)時(shí)間分別為12h、16h、12h，物料比均為1.2：1時(shí)，叔胺化合物的單體轉(zhuǎn)化率達(dá)到較高的水平；(2)由N-甲基咪唑和N-甲基嗎啉所合成的離子液體的導(dǎo)電性能較好，在水中的室溫電導(dǎo)率可以達(dá)到3×10-3S·cm-1

3、。同時(shí)利用紅外光譜和元素分析對所合成的環(huán)氧丙基離子液體進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)表征。通過紅外光譜表征了環(huán)氧丙基離子液體中季銨鹽結(jié)構(gòu)的生成，以及環(huán)氧氯丙烷和叔胺化合物自身特征峰的存在；通過元素分析測定了環(huán)氧丙基離子液體中的氮含量，且與理論值一致。 利用聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)與叔胺化合物(N-甲基咪唑、N-甲基嗎啉、吡啶、喹啉和N，N-二甲基苯胺)反應(yīng)制備出了五種聚醚大分子電解質(zhì)。通過改變反應(yīng)條件探討了聚醚大分子電解質(zhì)的性質(zhì)。比較不同因素

4、對聚醚大分子電解質(zhì)性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)溶劑和叔胺的種類是影響聚醚大分子性質(zhì)的主要因素。結(jié)果表明：(1)當(dāng)反應(yīng)溫度為70~80℃，反應(yīng)時(shí)間為7~9h，反應(yīng)物配比為1：4，而體系中不加溶劑時(shí)，聚環(huán)氧氯丙烷的接枝率可以達(dá)到70％以上；(2)考察了聚醚大分子電解質(zhì)在不同溶劑中的溶解能力及導(dǎo)電性；聚醚大分子電解質(zhì)/I2-KI體系的電導(dǎo)率較之各種純的聚醚大分子電解質(zhì)都有所提高；聚醚大分子電解質(zhì)/I2-KI/離子液體體系的電導(dǎo)率提高到了10-3S·cm-