基于低共熔溶剂的固体电解质制备及其应用研究
发布时间：2021-08-14 21:14
现阶段的电化学式气敏传感器通常是由透气膜、对电极、工作电极、参比电极和电解质溶液组成的封闭性容器。常用的电解质溶液中,咪唑类这类离子液体具有合成复杂、提纯困难、生产成本高、有毒、环境不友好等问题。因此,需要寻找绿色环保、价格低廉的离子液体来满足未来社会的发展。论文以寻找新型的离子液体为目标,将其制备成固体电解质代替传统电化学式气敏传感器的液态电解质,并将其应用于NO2传感器。本论文主要完成的工作及结论有:（1）以氯化胆碱/1,3丁二醇（CHCl/BG）为原料在恒温水浴锅中加热制备了低共熔溶剂（deep eutectic solvent,DES）;DES热处理温度是80～100℃,热处理时间是5～13min,并使用TEM观察DES的微观形态,获得最佳配方为CHCl:BG=1:1。（2）将聚偏氟乙烯（PVDF）、DES和N-甲基吡咯烷酮（NMP）按照比例混合后,按照一定的制备工艺,制备出孔隙丰富的电解质,然后使用傅里叶红外光谱（FTIR）、循环伏安测试（CV）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、差式扫描量热法（DSC）和X-ray衍射（XRD）等方法对其进行表征分析,获...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低共熔溶剂和固体电解质的宏观形态（a）无色透明的低共熔溶溶剂（b）质量比为1:1:4的低共熔溶剂、聚偏氟乙烯、N甲基吡咯烷酮混合而成的固体电解质（c）凝胶状的固体电解质
图 3-2 氯化胆碱和 1,3 丁二醇的反应原理Figure 3-2 Reaction process of choline chloride and 1,3-butanediol制备共熔溶剂在常温下保存在样品瓶中，接下来进行固体电解质的低共熔溶剂（DES），聚偏二氟乙烯（PVDF）和 N-甲基吡咯烷基体，NMP 作为实验过程中的溶剂，低共熔溶剂决定了固体电VDF 结晶速率及结晶行为有一定的影响。因此我们研究了烘干的影响[27]。为此我们合成了多组不同混合比和不同处理条件，在磁力加热搅拌器（CJJ78-1）上将 PVDF 在 1h 内逐步加入均匀，如图 3-1（b）所示。在真空干箱（D2F-1B）内设定温明状，如图 3-1（c）所示。射电子显微镜（TEM）
流为 1×10-2A。 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）对固体电解质进行红外分析，这是一种通过分子内部的反应来获取信息，然后通过来确定分子的构成的分析手段。有的红外光的波长会被分子所吸收，这时产生的数仪器来记录，就绘成一条曲线，这条曲线就是相应的红外光谱图[29]。实验中用的傅里叶变换红外光谱仪其产地是德国的布鲁克公司，使用的设备型号x 70，设置的波长为 400-4000cm-1，在这个波长内对材料进行红外光谱分析。实验结果 低共熔溶剂的制备透射电镜放大一定倍数观察低共熔溶剂微观形貌，收集到图片依次列出形成一组图-3 abc 所示，abc 三幅图表示氯化胆碱与 1,3 丁二醇的质量比依次为 1:1，1:2，1:3。次可以看出低共熔溶剂的边缘形状变化并没有规律，但是可以看出氯化胆碱与 1,质量比为 1:1 时越大形成的边缘最无规则，也就是当氯化胆碱与 1,3 丁二醇的质量的边缘越无规则。这种无规则的形态可以促进固体电解质空隙的构造，有利于导
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯（PVDF）膜的性能研究[J]. 安齐,张庆印. 云南化工. 2018(01)
[2]气敏传感器的研究进展[J]. 张晗. 建材与装饰. 2018(05)
[3]1723K下熔渣中Ni2+和Fe2+离子共存时的电化学行为[J]. 张灿磊,高运明,杨高,秦庆伟. 钢铁研究学报. 2017(06)
[4]丝网印刷电极的电化学发光生物传感器[J]. 刘帅,童朝阳,刘冰. 传感器与微系统. 2017(05)
[5]基于低共熔溶剂聚合物电解质染料敏化太阳能电池研究[J]. 杨英,张政,高菁,林泽华,严靖园,郭学益. 无机材料学报. 2017(01)
[6]XPS分析绝缘样品中磁透镜对中和效果的影响研究[J]. 冯婷,冯根生,祁成林,杨彬. 分析测试技术与仪器. 2016(03)
[7]氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液改性木质素酚醛树脂[J]. 颉盼盼,连海兰,孙香. 林业工程学报. 2016(04)
[8]一种新型的平面叉指电极传感器的设计与实现[J]. 周军乐,王玉皞,王晓磊,卢红阳,白彩全. 传感技术学报. 2016(03)
[9]低共熔溶剂在绿色有机合成中的应用[J]. 熊兴泉,韩骞,石霖,肖上运,毕成. 有机化学. 2016(03)
[10]温度对氯化胆碱/多元醇型低共熔溶剂物性的影响[J]. 何志强,鄢浩,王骑虎,余兴露,吴凯,徐毅. 上海大学学报(自然科学版). 2015(03)
硕士论文
[1]基于叉指电极的气体传感器的特性及加工研究[D]. 王姗.成都理工大学 2017
[2]低共熔溶剂参与的多组分反应[D]. 刘鹏.河北师范大学 2017
[3]石墨烯基室温NO2气体传感器的研究[D]. 王子莹.吉林大学 2016
[4]一种基于PVDF-HFP固态多孔聚合物电解质研究[D]. 姜阳明.华中科技大学 2016
[5]二氧化锡气敏传感器的研究[D]. 张伟玮.华东师范大学 2015
[6]新型低共熔溶剂的制备与应用[D]. 张欢欢.东华大学 2015
本文编号：3343197
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低共熔溶剂和固体电解质的宏观形态（a）无色透明的低共熔溶溶剂（b）质量比为1:1:4的低共熔溶剂、聚偏氟乙烯、N甲基吡咯烷酮混合而成的固体电解质（c）凝胶状的固体电解质
图 3-2 氯化胆碱和 1,3 丁二醇的反应原理Figure 3-2 Reaction process of choline chloride and 1,3-butanediol制备共熔溶剂在常温下保存在样品瓶中，接下来进行固体电解质的低共熔溶剂（DES），聚偏二氟乙烯（PVDF）和 N-甲基吡咯烷基体，NMP 作为实验过程中的溶剂，低共熔溶剂决定了固体电VDF 结晶速率及结晶行为有一定的影响。因此我们研究了烘干的影响[27]。为此我们合成了多组不同混合比和不同处理条件，在磁力加热搅拌器（CJJ78-1）上将 PVDF 在 1h 内逐步加入均匀，如图 3-1（b）所示。在真空干箱（D2F-1B）内设定温明状，如图 3-1（c）所示。射电子显微镜（TEM）
流为 1×10-2A。 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）对固体电解质进行红外分析，这是一种通过分子内部的反应来获取信息，然后通过来确定分子的构成的分析手段。有的红外光的波长会被分子所吸收，这时产生的数仪器来记录，就绘成一条曲线，这条曲线就是相应的红外光谱图[29]。实验中用的傅里叶变换红外光谱仪其产地是德国的布鲁克公司，使用的设备型号x 70，设置的波长为 400-4000cm-1，在这个波长内对材料进行红外光谱分析。实验结果 低共熔溶剂的制备透射电镜放大一定倍数观察低共熔溶剂微观形貌，收集到图片依次列出形成一组图-3 abc 所示，abc 三幅图表示氯化胆碱与 1,3 丁二醇的质量比依次为 1:1，1:2，1:3。次可以看出低共熔溶剂的边缘形状变化并没有规律，但是可以看出氯化胆碱与 1,质量比为 1:1 时越大形成的边缘最无规则，也就是当氯化胆碱与 1,3 丁二醇的质量的边缘越无规则。这种无规则的形态可以促进固体电解质空隙的构造，有利于导
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯（PVDF）膜的性能研究[J]. 安齐,张庆印. 云南化工. 2018(01)
[2]气敏传感器的研究进展[J]. 张晗. 建材与装饰. 2018(05)
[3]1723K下熔渣中Ni2+和Fe2+离子共存时的电化学行为[J]. 张灿磊,高运明,杨高,秦庆伟. 钢铁研究学报. 2017(06)
[4]丝网印刷电极的电化学发光生物传感器[J]. 刘帅,童朝阳,刘冰. 传感器与微系统. 2017(05)
[5]基于低共熔溶剂聚合物电解质染料敏化太阳能电池研究[J]. 杨英,张政,高菁,林泽华,严靖园,郭学益. 无机材料学报. 2017(01)
[6]XPS分析绝缘样品中磁透镜对中和效果的影响研究[J]. 冯婷,冯根生,祁成林,杨彬. 分析测试技术与仪器. 2016(03)
[7]氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液改性木质素酚醛树脂[J]. 颉盼盼,连海兰,孙香. 林业工程学报. 2016(04)
[8]一种新型的平面叉指电极传感器的设计与实现[J]. 周军乐,王玉皞,王晓磊,卢红阳,白彩全. 传感技术学报. 2016(03)
[9]低共熔溶剂在绿色有机合成中的应用[J]. 熊兴泉,韩骞,石霖,肖上运,毕成. 有机化学. 2016(03)
[10]温度对氯化胆碱/多元醇型低共熔溶剂物性的影响[J]. 何志强,鄢浩,王骑虎,余兴露,吴凯,徐毅. 上海大学学报(自然科学版). 2015(03)
硕士论文
[1]基于叉指电极的气体传感器的特性及加工研究[D]. 王姗.成都理工大学 2017
[2]低共熔溶剂参与的多组分反应[D]. 刘鹏.河北师范大学 2017
[3]石墨烯基室温NO2气体传感器的研究[D]. 王子莹.吉林大学 2016
[4]一种基于PVDF-HFP固态多孔聚合物电解质研究[D]. 姜阳明.华中科技大学 2016
[5]二氧化锡气敏传感器的研究[D]. 张伟玮.华东师范大学 2015
[6]新型低共熔溶剂的制备与应用[D]. 张欢欢.东华大学 2015
本文编号：3343197
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