功能化离子液体参与构筑的凝胶/阴离子传导膜体系的研究及其应用
发布时间：2020-12-19 12:41
离子液体是一类具有独特物理化学性质的材料,在研究领域引起了广泛的关注。由于离子液体几乎不挥发且不可燃,早期研究主要集中在开发离子液体作为绿色溶剂的应用上。然而,离子液体的多样性及可调的特性极大地扩展了其应用领域。也就是说,可以根据阴阳离子的结构来定制具有特殊物理化学性质的离子液体,从而有目的性地设计出针对特定应用的离子液体,这也是离子液体在科学研究领域广受欢迎的主要原因之一。由于离子液体组成及结构的灵活性,近年来,基于特定功能化离子液体先进材料的制备已经成为一大研究热点。一方面,可以利用改性及功能化后的离子液体参与构筑的有序分子聚集体进行超分子凝胶等功能性软材料的制备。另一方面,可以进一步利用有序分子聚集体的结构及尺寸效应构筑微观有序的离子传导材料,从而极大地拓展了其应用范围。作为离子液体的重要衍生物,聚离子液体既具有离子液体几乎所有的特性,兼具聚合物的实用性,在聚合物、离子液体及材料科学等多个研究方向引起了广泛地关注。聚离子液体的离子导电性、电化学稳定性及热稳定性等特性进一步促进了其在电化学领域的研究与应用。本论文以离子液体的可设计性与功能化为基础,设计合成了一系列具有特定功能的离子...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：215 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１离子液体与离子化合物、离子溶液存在形式的区别
?山东大学博士学位论文???等优点，在电化学领域具有极高的关注度，特别是离子液体参与构筑的离子导电??材料３Ｇ。虽然离子液体表现出理想的离子电导率，在一些电池设备中（例如锂离??子电池），离子液体的阴阳离子通常不是电化学反应的目标离子，因此其阴阳离??子的迁移是无效的。而两性离子液体很好地避免了这一缺陷，由于两性结构对含??有目标离子盐的解离作用，有效促进了目标离子的迁移。与此同时，整体呈电中??性的两性离子在电势梯度下并不会迀移，不会影响目标离子的传导（图１－４）。??Ｏｈｎｏ课题组曾报道过两性离子３－?（１－院基－３－咪唑）丙磺酸盐与双三氟甲磺酰亚??胺（Ｈ（ＮＴｆ２））混合体系中质子的传导特性２５。研究发现，只有两者等摩尔混合才??能实现最高的质子传导率。??（ａ）?Ｑ?（ｂ）??Ｗ???ｑ錢：）??图１－４普通离子液体和两性离子液体的结构及电势梯度下的离子迁移示意图。??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｉｏｎｓ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｍｏｎ?ｉｏｎｉｃ??ｌｉｑｕｉｄｓ?ａｎｄ?ｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃ?ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄｓ．??，：??Ｃ?ＣＩ６ＩＰＳ－Ｎｓａ??）?，?办??＼??？，ｒｒ？鑫＇?＊?■＊?參?镰?＊?■＊??Ｃｊ６ＩＰＳ－Ｎｓａ?＂＊＊?＊?°?？?＜?ｈ??馨??图丨－５?ＣｕＪＰＳ－Ｎｓａ的分子结构及Ｃｉ６ｌＰＳ－Ｎｓａ／Ｈ２０体系的相转变过程３３。??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｃｉ６ｌＰＳ－Ｎｓａ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｐｈａｓｅ?
?山东大学博士学位论文???随着烷基链的延长，两性离子液体的结构逐渐具有了两亲性。Ｏｈｎｏ课题组??设计合成了扇形结构的两性离子，与锂盐或质子酸等混合后得到的离子液体可以??自组装形成液晶结构，用于特定离子的传导３１，３２。我们课题组合成了基于３－?（Ｉ－??十六烷基－３－咪唑）丙磺酸盐和ｐ－萘磺酸盐的两性离子液体（Ｃ１６ＩＰＳ－Ｎｓａ），并研??究了其在水中的聚集行为如图１－５所示，随着两性离子液体浓度的増加，体??系中的球状胶束自发向蠕虫状胶束转变，并进一步形成六角液晶相。??Ｔ＼?ｚｒ??Ｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃ－ｔｙｐｅ?ｆ＝＼?Ｐｏｌｙｃａｔｉｏｎｓ??ｐｏｌｙｍｅｒｓ?ｕ??，—Ｉｏｎｉｃ?Ｌｉｑｕｉｄｓ?＾??＇?Ｐｏｌｙａｎｉｏｎｓ??Ｐｏｌｙｍｅｒ?ｂｌｅｎｄｓ??６Ｒ?６Ｒ??Ｑ?Ｏ??Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ??图１－６由咪唑型离子液体单体构建的各种聚离子液体的结构示意图３４。??Ｆｉｇ．?１－６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙ（ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ）ｓ??ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ?ｆｒｏｍ?ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ?ｍｏｎｏｍｅｒｓ３４．??１．２．５聚离子液体??聚离子液体（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ?ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄｓ?ｏｒ?ｐｏｌｙ（ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ）ｓ，ＰＩＬｓ）是指聚合??物主链的每个重复单元具有离子液体阴阳离子结构的一类离子聚合物３４。阳离子??和阴离子的不同聚合方式导致了多种聚合结构的形成，包括聚阳离子型、聚阴离??子型和两性聚合物，形成的聚合物可以是均聚物，共聚
【参考文献】：
期刊论文
[1]Triton X-100六角液晶相中制备镁铝层状双金属氢氧化物纳米片及其药物载体应用[J]. 赵继宽,谢艳芳,徐洁,侯万国. 物理化学学报. 2015(06)
本文编号：2925918
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：215 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１离子液体与离子化合物、离子溶液存在形式的区别
?山东大学博士学位论文???等优点，在电化学领域具有极高的关注度，特别是离子液体参与构筑的离子导电??材料３Ｇ。虽然离子液体表现出理想的离子电导率，在一些电池设备中（例如锂离??子电池），离子液体的阴阳离子通常不是电化学反应的目标离子，因此其阴阳离??子的迁移是无效的。而两性离子液体很好地避免了这一缺陷，由于两性结构对含??有目标离子盐的解离作用，有效促进了目标离子的迁移。与此同时，整体呈电中??性的两性离子在电势梯度下并不会迀移，不会影响目标离子的传导（图１－４）。??Ｏｈｎｏ课题组曾报道过两性离子３－?（１－院基－３－咪唑）丙磺酸盐与双三氟甲磺酰亚??胺（Ｈ（ＮＴｆ２））混合体系中质子的传导特性２５。研究发现，只有两者等摩尔混合才??能实现最高的质子传导率。??（ａ）?Ｑ?（ｂ）??Ｗ???ｑ錢：）??图１－４普通离子液体和两性离子液体的结构及电势梯度下的离子迁移示意图。??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｉｏｎｓ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｍｏｎ?ｉｏｎｉｃ??ｌｉｑｕｉｄｓ?ａｎｄ?ｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃ?ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄｓ．??，：??Ｃ?ＣＩ６ＩＰＳ－Ｎｓａ??）?，?办??＼??？，ｒｒ？鑫＇?＊?■＊?參?镰?＊?■＊??Ｃｊ６ＩＰＳ－Ｎｓａ?＂＊＊?＊?°?？?＜?ｈ??馨??图丨－５?ＣｕＪＰＳ－Ｎｓａ的分子结构及Ｃｉ６ｌＰＳ－Ｎｓａ／Ｈ２０体系的相转变过程３３。??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｃｉ６ｌＰＳ－Ｎｓａ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｐｈａｓｅ?
?山东大学博士学位论文???随着烷基链的延长，两性离子液体的结构逐渐具有了两亲性。Ｏｈｎｏ课题组??设计合成了扇形结构的两性离子，与锂盐或质子酸等混合后得到的离子液体可以??自组装形成液晶结构，用于特定离子的传导３１，３２。我们课题组合成了基于３－?（Ｉ－??十六烷基－３－咪唑）丙磺酸盐和ｐ－萘磺酸盐的两性离子液体（Ｃ１６ＩＰＳ－Ｎｓａ），并研??究了其在水中的聚集行为如图１－５所示，随着两性离子液体浓度的増加，体??系中的球状胶束自发向蠕虫状胶束转变，并进一步形成六角液晶相。??Ｔ＼?ｚｒ??Ｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃ－ｔｙｐｅ?ｆ＝＼?Ｐｏｌｙｃａｔｉｏｎｓ??ｐｏｌｙｍｅｒｓ?ｕ??，—Ｉｏｎｉｃ?Ｌｉｑｕｉｄｓ?＾??＇?Ｐｏｌｙａｎｉｏｎｓ??Ｐｏｌｙｍｅｒ?ｂｌｅｎｄｓ??６Ｒ?６Ｒ??Ｑ?Ｏ??Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ??图１－６由咪唑型离子液体单体构建的各种聚离子液体的结构示意图３４。??Ｆｉｇ．?１－６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙ（ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ）ｓ??ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ?ｆｒｏｍ?ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ?ｍｏｎｏｍｅｒｓ３４．??１．２．５聚离子液体??聚离子液体（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ?ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄｓ?ｏｒ?ｐｏｌｙ（ｉｏｎｉｃ?ｌｉｑｕｉｄ）ｓ，ＰＩＬｓ）是指聚合??物主链的每个重复单元具有离子液体阴阳离子结构的一类离子聚合物３４。阳离子??和阴离子的不同聚合方式导致了多种聚合结构的形成，包括聚阳离子型、聚阴离??子型和两性聚合物，形成的聚合物可以是均聚物，共聚
【参考文献】：
期刊论文
[1]Triton X-100六角液晶相中制备镁铝层状双金属氢氧化物纳米片及其药物载体应用[J]. 赵继宽,谢艳芳,徐洁,侯万国. 物理化学学报. 2015(06)
本文编号：2925918
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