模板法制备咪唑基离子液体掺杂二氧化钛颗粒及其电流变性能研究
发布时间：2020-12-07 23:47
电流变液是一种由微纳米颗粒分散在绝缘油中形成的智能流体,当外加电场时,其流变特性（剪切粘度、剪切应力、模量）会发生巨大的转变,可以从类液态转变到类固态,而当电场撤掉时又恢复到类液态,这种变化是瞬时可逆的。本文以离子液体作为模板剂来辅助制备二氧化钛颗粒作为电流变液的分散相材料,首先通过选择不同结构的离子液体做模板剂来探究其对二氧化钛形貌以及晶型结构的影响,重点研究了其对电流变性能的影响;然后选用模板剂效应较强的离子液体,通过控制回流时间探究了不同离子液体含量对电流变性能的影响;最后添加乙酸来辅助制备二氧化钛,并研究了不同乙酸含量对二氧化钛形貌结构与电流变性能的影响。（1）选用了3种不同结构的离子液体作为模板剂,分别制备了TiO2-[BMIm][BF4],TiO2-[BMIm][PF6],TiO2-[HOEtMIm][BF4],结果表明,离子液体的加入使颗粒尺寸变大,表面变粗糙,只有TiO2-[HOEtMIm][BF4
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光学纤维镜下电流变液电场作用下的纤维状结构[36]
第2章实验材料和测试方法-15-2.3.4热分析仪分析热性能热分析仪主要是用来测试样品的热分解温度以及热稳定性等一些热性能。等仪器温度降到室温后，将少量样品放入空坩埚中，然后放入仪器内进行称重以及测试。选择氩气气氛，测试的温度范围为25-700℃，升温速率为10℃/min。2.3.5真密度测试仪测试颗粒的密度真密度测试仪主要是用来测试样品的密度。在测试前，需要将样品充分干燥，然后将样品放入1mL的测量杯中进行称量，记下质量，之后将测量杯放入仪器内进行测试。测试过程中会进行重复10次测试，最后得出一个平均密度，可以进行3次测试，取误差最小值。2.4电流变液的流变性能测试利用AntonPaarMCR502型旋转流变仪对配制好的悬浮液进行电流变性能测试。我们选用的测试模块为PP25/E的平板测量系统，其中平板直径为25mm，间隙设置为1mm。实验中用到的外加电场由FuGHCN7E-12500直流高压电源提供，测试电压范围为0~12.5kV，电流范围为0~1mA。测试过程中，通过软件控制剪切速率、施加电压、震动频率等实现测试条件控制和数据采集，进而得到不同测试条件下电流变液的剪切应力、粘度、弹性模量等数据。图2-1AntonPaarMCR502型旋转流变仪（a）和平板测试模块（b）制样与测试过程：为了避免水分的影响，提前将样品和硅油进行干燥，在120℃下干燥处理4小时，然后进行称量，配制不同质量分数或体积分数的电流变液。利用超声清洗仪对配制好的电流变液进行超声分散2小时，然后进行真空干燥，尽量排除气泡。将电流变液加入到平板间隙中，为了消除之前的历史，使每次测试时都保持（a）（b）
在没有通过亲水和疏水分子链形成有序胶束的情况下，IL 可以成功地用作自组装模板，如长链表面活性剂。因此，钛前驱体可以在自组装的 IL 结构周围以一定的速率与水进行水解缩合，从而形成 TiO2。因此我们选用咪唑基离子液体作为模板，采用溶胶-凝胶法制备离子液体掺杂二氧化钛。 本章实验中我们选用三种不同结构的咪唑基离子液体进行反应，分别为 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIm][BF4]），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIm][PF6]）和 1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[HOEtMIm][BF4]），来探究离子液体对其形貌，化学结构以及化学性质的影响，最后重点研究其电流变性能。如下图 3-1 所示，分别为不同离子液体的结构式：
本文编号：2904089
【文章来源】：燕山大学河北省
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光学纤维镜下电流变液电场作用下的纤维状结构[36]
第2章实验材料和测试方法-15-2.3.4热分析仪分析热性能热分析仪主要是用来测试样品的热分解温度以及热稳定性等一些热性能。等仪器温度降到室温后，将少量样品放入空坩埚中，然后放入仪器内进行称重以及测试。选择氩气气氛，测试的温度范围为25-700℃，升温速率为10℃/min。2.3.5真密度测试仪测试颗粒的密度真密度测试仪主要是用来测试样品的密度。在测试前，需要将样品充分干燥，然后将样品放入1mL的测量杯中进行称量，记下质量，之后将测量杯放入仪器内进行测试。测试过程中会进行重复10次测试，最后得出一个平均密度，可以进行3次测试，取误差最小值。2.4电流变液的流变性能测试利用AntonPaarMCR502型旋转流变仪对配制好的悬浮液进行电流变性能测试。我们选用的测试模块为PP25/E的平板测量系统，其中平板直径为25mm，间隙设置为1mm。实验中用到的外加电场由FuGHCN7E-12500直流高压电源提供，测试电压范围为0~12.5kV，电流范围为0~1mA。测试过程中，通过软件控制剪切速率、施加电压、震动频率等实现测试条件控制和数据采集，进而得到不同测试条件下电流变液的剪切应力、粘度、弹性模量等数据。图2-1AntonPaarMCR502型旋转流变仪（a）和平板测试模块（b）制样与测试过程：为了避免水分的影响，提前将样品和硅油进行干燥，在120℃下干燥处理4小时，然后进行称量，配制不同质量分数或体积分数的电流变液。利用超声清洗仪对配制好的电流变液进行超声分散2小时，然后进行真空干燥，尽量排除气泡。将电流变液加入到平板间隙中，为了消除之前的历史，使每次测试时都保持（a）（b）
在没有通过亲水和疏水分子链形成有序胶束的情况下，IL 可以成功地用作自组装模板，如长链表面活性剂。因此，钛前驱体可以在自组装的 IL 结构周围以一定的速率与水进行水解缩合，从而形成 TiO2。因此我们选用咪唑基离子液体作为模板，采用溶胶-凝胶法制备离子液体掺杂二氧化钛。 本章实验中我们选用三种不同结构的咪唑基离子液体进行反应，分别为 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIm][BF4]），1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIm][PF6]）和 1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[HOEtMIm][BF4]），来探究离子液体对其形貌，化学结构以及化学性质的影响，最后重点研究其电流变性能。如下图 3-1 所示，分别为不同离子液体的结构式：
本文编号：2904089
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