基于离子液体的电化学电容器及其影响因素的研究

1、上海师范大学硕士学位论文基于离子液体的电化学电容器及其影响因素的研究姓名：徐立群申请学位级别：硕士专业：物理化学指导教师：王荣20090301上海师范人学硕士毕业论文摘要室温离子液体是指在室温或室温附近温度下呈液态由离子所构成的物质，它是继水和超临界二氧化碳后又一类绿色溶剂体系。与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有独特的物理化学性质。近年来，作为一种新颖的介质，室温离子液体在电化学领域的应用也越来越受到人们的重视。本工作结合我们实验室的研究兴趣，合成了一些新型的离子液体并测定了他们的物理化学性质。研究了微量水和有机溶剂对离子液体物理化学性质的影响，在基础上用有机溶剂溶液体系对聚噻吩的电化

2、学合成和在这种新的混合体系中的电化学行为作了研究，并用离子液体【丁基一甲基咪唑】【六氟磷酸（）做为超级电容器的电解液溶液制作了超级电容器，而且对它的性能进行了测试。得到了一些初步的结果：）本文成功合成丁基甲基咪唑六氟磷酸盐（）和丁基甲基咪唑四氟硼酸盐（）离子液体。并成功合成了新型的三乙胺对甲苯磺酸离子液体和甲基咪唑对甲苯磺酸离子液体，合成的此类离子液体优点是合成方法简单，产率高。并考察了不同配比的三乙胺对甲苯磺酸离子液体和甲基咪唑对甲苯磺酸离子液体的粘度、导电率，比较了两种离子液体的电化学窗口，一甲基眯唑离子液体的电化学窗口较宽，大约为左右。三乙胺对甲苯磺酸离子液体的热稳定性能达到，比对甲苯磺

3、酸的热稳定性好。）在离子液体中加入少量水或有机溶剂或改变温度均可显著地改变其物理化学性质将不同水蒸气（或二氯甲烷有机溶剂蒸汽）浓度的气氛通入一丁基甲基咪唑六氟磷酸盐（）离子液体，形成含少量水或者有机溶剂的离子液体，应用交流阻抗技术对不同水含量的一丁基一甲基咪唑六氟磷酸盐（）离子液体玻碳电极界面双电层电容进行了测定，并利用红外光谱技术测定了中水分子的结构。通过测定此类混合组分的黏度和导电率发现少量水和有机溶剂二氯甲烷的加入促进离子液体的离子解离，降低离子液体的粘度，使得自由移动的离子增多，增加溶液的电导率，加快电极表面的反应速上海师范人学硕士毕业论文率。）选择常用的离子液体【丁基一甲基咪唑】【六

4、氟磷酸（），并在此离子液体中，成功的在玻碳电极上电化学合成了聚噻吩。在测定不同乙腈及彤碳酸丙二醇脂电解质溶液的黏度和导电性的基础上，利用电化学循环伏安法研究了电解质溶液组成对聚噻吩膜电化学行为的影响。在离子液体中，加入乙腈或碳酸丙二醇脂可以降低溶液的黏度，改变溶液的导电率。聚噻吩在混合溶剂作为电解液中的氧化参杂电量聚噻吩的氧化参杂电量与混合溶液的电导率呈明显的线性关系，当离子液体的体积含量为时溶液的电导率达到最大，氧化惨杂的电量也达到最大。在乙腈混合溶液中，聚噻吩的氧化掺杂电量较纯离子液体提高了近倍。）用活性炭、活性炭离子液体、介孔炭为电极材料，离子液体为电解液，成功制作成了超级电容器。采用循

5、环伏安和恒电流充放电方法对电极和电容器进行性能测试结果表明：在活性炭中加入适量离子液体所制成的活性炭离子液体电极比单纯由活性炭制成的电极的内阻要小，由此制作的电容器的比容量相对要大，充放电效率也有所改善。而和购买的商品化的活性炭相比，采用实验室合成的新材料的介孔炭作为电极材料，能够获得更大的比电容，但是相对于活性炭，这种材料所制作成的电容器的内阻要大。并在此基础上制备了一种以凝胶为电极和隔膜，不加入液体状的电解液的新型的超级电容器关键词：离子液体黏度导电率电化学窗口红外光谱聚噻吩超级电容器活性炭介孔炭上海师范大学硕士毕业论文（），）一（）（），），）上海师范大学硕上毕业论文（）、（）（）、析（

6、），），：，谢，：，上海师范大学硕士毕业论文学位论文独创性声明论鬻耄甏嗍似日论文使用授权声明本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。敝鞲甏醐。可钌剧扫导师签名：月期：够例、”（年月日上海师范大学硕士毕业论文第一章绪论室温离子液体的发展概况及其独特的物理化学性质室温离子液体，又称离子液体或室温熔融盐，是指在室温或室温附近温度下呈液态由离子所构成的物质，它是继水和超临界二氧化碳后又一类绿色溶剂体系。关于室温离子液体的研究，最早可

7、以追溯到年报道的第一个在室温下呈液体的有机盐类硝酸乙基胺，直接将浓硝酸滴加到乙胺溶液中，蒸馏除水，就可以得到液态的硝酸乙基胺盐，熔点只有。根据离子液体阴离子的不同，可以简单的分为两类，氯铝酸类离子液体和非氯铝酸类离子液体。等人于年报道了第一个氯铝酸盐离子液体系（溴化乙基吡啶）。但是在这之后，有关离子液体的研究并不多见。直到世纪年代，和等人重新合成了基于一烷基吡啶的氯铝酸离子液体，并进一步研究了一在电化学领域中的应用。世纪年代初，等人发现，二烷基咪唑氯铝酸盐比烷基吡啶盐具有更负的电化学还原电位。氯铝酸类室温离子液体的优点是其路易士酸性的“可调性”，可以简单地通过改变组成离子液体的两种盐的摩尔比来

8、实现，因为负离子存在复杂的化学平衡：】。【。为碱，而和为酸，当的含量（摩尔分数）时，只有】存在，为中性离子液体；当的摩尔分数时，有过剩的】。存在，为酸性离子液体；当的摩尔分数时，有过剩的。存在，为碱性离子液体“¨。但氯铝酸盐离子液体的缺点是对水和空气敏感，阻碍了其进一步的发展。随着在年悛现了对水和空气稳定且组成固定的离子液体乙基甲基咪唑四氟硼酸盐后，相关的含有各种不同阴阳离子的非氯铝酸盐类离子液体被合成出来，对离子液体的研究迅速发展。目前常见的离子液体，其阳离子主要有烷基咪唑，烷基吡啶，季铵盐，季磷盐等，阴离子有四氟硼酸根，六上海师范大学硕士毕业论文氟磷酸根，三氟磺酸根，双（三氟甲基

9、）硫酰亚胺根等，具体的阴阳离子结构如下图所示：阳离子：谚苓哎。，义、”阴离子：。，。，。，。，（），（）。，。，。，。，（）。，与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有独特的物理化学性质：（）离子液体的熔点低，液态温度范围宽。（）离子液体具有可忽略的蒸汽压。（）离子液体具有高的热稳定性；较好的化学稳定性；宽的电化学窗口，大多在以上，一般认为阴极的极限电势是阳离子的还原电势，阳极的极限电势是阴离子的氧化电势。（）常温下离子液体的粘度是水的粘度的几十到上百倍。离子液体的粘度与温度有极大的关系。例如，在室温附近，温度改变，粘度的变化就可以达到。（）离子液体的导电率与粘度、密度、离子的体积有很大关系

10、，室温下，一般在数量级。室温离子液体的合成离子液体的合成一般分为两步法和一步法。两步法的合成步骤如图所示，首先由叔胺类与卤代烷合成季铵的卤化物盐，然后再将卤负离子交换为所要的负离子，制备氯铝酸盐类离子液体只需将路易斯酸与季铵的卤化物盐按不同的摩尔比混合即可：制备非氯铝酸盐类离子液体可以使用银盐、非银盐、酸和离子交换树脂法。上海师范大学硕士毕业论文一×【】。【】。】【】。图两步法合成离子液体示意图一步法分为中和法和叔胺与酯的反应。中和法是将叔胺与酸反应直接生成离子液体；文献报道叔胺与酯的反应只限负离子为三氟磺酸的离子液体，如在无水，三氯乙烷中，甲基咪唑与甲基三氟磺酸反应，生成甲基甲基咪

11、唑三氟磺酸盐。目前，离子液体已经出现商品化的产品，但要获得高纯度的离子液体仍然比较困难。为了提高离子液体的纯度，已有很多的文献报道采用各种实验方法【驯，主要有对反应物重新蒸馏纯化，季胺化反应在惰性气氛下进行，保持尽可能低的反应温度，对卤化季胺盐进行重结晶，对产物采用活性碳吸附和柱层析等。室温离子液体作为一种新型的绿色溶剂，取代传统的可挥发性有机溶剂（），在有机合成，催化副，电化学】，分离分析盼】等方面有着广泛的应用前景。导电聚合物的发展概况及其在电化学中的应用年白川英树（）、和等发现，聚乙炔薄膜经电子受体（，等）掺杂后电导率增加了个数量级，从增加到这一发现打破了有机高分子聚合物都是绝缘体的传统

12、观念，开创了导电聚合物的研究领域导电聚乙炔发现之后，人们又相继发现聚吡咯（）、聚苯胺（）、聚噻吩（）、聚对苯（）、聚对苯撑乙烯（）等上海师范大学硕士毕业论文共轭聚合物（结构式见图）掺杂后都具有导电性，从而大大拓宽了导电聚合物的研究范围导电聚合物的突出优点是既具有金属和无机半导体的电学和光学特性，又具有有机聚合物柔韧的机械性能和可加工性，还具有电化学氧化还原活性这些特点决定了导电聚合物材料将在未来的有机光电子器件和电化学器件的开发和发展中发挥重要作用，和白川英树因在导电聚合物的发现和发展中作出的突出贡献共同获得年度诺贝尔化学奖图常见共轭聚合物的分子结构（依次为聚噻吩、聚吡咯、聚对苯、聚苯胺、聚对

13、苯撑乙烯）导电聚合物的许多应用前景，比如用作化学电源的电极材料、修饰电极和酶电极、电色显示、电催化、金属防腐蚀、电化学传感器等，都与其电化学性质密切相关这使得导电聚合物电化学性质的研究显得尤为重要此外，共轭聚合物的和能级分别与其起始电化学氧化（型掺杂）电位和起始电化学还原（型掺杂）电位相对应，由于这类共轭聚合物在聚合物电致发光器件和聚合物光伏打电池等方面有重要应用，并且其和能级对器件性能有决定性影响，因此通过电化学循环伏安法测量共轭聚合物的和能级也已成为发光聚合物和光伏打聚合物材料的一种常规表征手段共轭聚合物电化学性质的突出特点是在高电位区可发生电化学型掺杂脱掺杂（氧似再还原）反应，在低电位区

14、又可发生电化学型掺杂脱掺杂（还原再氧化）反应，并且其电导率随着掺杂脱掺杂的进行有个数量级的增加和降（掺杂后电导率增加，脱掺杂后电导率降低）发生电化学型掺杂反应时，共轭链被氧化其价带失去电子并伴随对阴离子的掺杂海师范大学硕士毕业论文。（），（）其中代表导电高分子，（）代表主链被氧化对阴离子掺杂的导电聚合物发生电化学型掺杂反应时，共轭链被还原其导带得到电子并伴随对阳离子的掺杂：。一（十），（）研究导电聚合物电化学性质的常用方法有循环伏安法、电化学原位吸收光谱法、电化学石英晶体微天平（）和电化学交流阻抗法等循环伏安法用于研究发生电化学氧化还原反应的电极电位和电化学反应的可逆性、测量共轭聚合物的和能级

15、，还可以用于判断电化学活性的高低电化学原位吸收光谱用于了解电化学氧化还原过程中导电聚合物掺杂结构的变化，对阐明氧化还原反应的机理非常重要方法可以判断电极上的重量变化从前面的讨论可知，导电聚合物的电化学过程都涉及到对离子的掺杂脱掺杂，因而会引起导电聚合物电极的重量变化，这样通过测量就可以准确确定电化学反应掺杂过程的机理：电化学交流阻抗研究导电聚合物电极电解液界面特性及其电极过程动力学特性【，推算电极界面电荷迁移速率和对离子在导电聚合物中的扩散系数，这些动力学参数对导电聚合物的电化学应用非常重要此外，电化学原位电子自旋共振（）也被用于研究导电聚合物不同掺杂状态下的载流子特性（极化子或双极化子），室

16、温离子液体在导电聚噻吩合成与研究中的应用聚噻吩化学起步于世纪年代初由国外研究组报道，烷基取代聚噻吩衍生物的合成在年代后逐渐兴起引，目前聚噻吩尤其是烷基取代聚噻吩合成方法已经逐渐成熟，国内科学研究者对聚噻吩的研究也在不断发展和完善中，并在许多领域收获颇丰。在导电方面，聚噻吩的电导率可达到豇，电学性能可以广泛用在电磁屏蔽、防静电、分子导线方面。有关聚噻吩及其衍生物电子结构、几何构型、稳定性、微观能级分布等的理论计算研究非常活跃。与聚吡咯和聚苯胺相比，聚噻吩具有较窄的禁带宽度和较高的氧化掺杂电位，这就使得中性态聚噻吩不仅可以被氧化而型掺杂，也可以被还原而型掺杂较高的氧化掺杂电位使其氧化掺杂的导电态不

17、如导电聚吡咯和聚苯胺稳定，上海师范大学硕士毕业论文但这可使聚噻吩的中性态比较稳定，使其中性态的半导体光电特性得到广泛应用但是，在过去对聚噻吩的研究主要是在有机体系中，更多的证据表明痕量水的存在对噻吩的电化学聚合是相当有害的，它大大降低了聚噻吩的有效共轭链长和电导率离子液体作为一类新型的环境友好的“绿色溶剂”有其优异的性能，并在很多领域取得成功应用珏在年，最先被证实可以在离子液体四氯化铝中电化学合成聚吡咯、聚噻吩、和聚芴，但是因为这类离子液体对空气和水的不稳定性，使他们很容易造成聚合物的降解。目前已经有研究者利用室温下稳定的离子液体（）既作为溶剂又作为支持电解质，采用电化学方法聚合制备了聚噻吩膜

18、超级电容器的发展概况、特点及其应用超级电容器储能机理在年由发现，但利用这个原理将大量的电能存储在物质表面，像电池一样用于实际目的的人是硎。随后，美国公司开始利用基于高比表面的碳材料的双层电容器。于年间开发了另一种类型的“准电容”体系。日本公司也从年开始一直生产，并将该技术应用于电动汽车的电池启动系统，开始了超级电容器的大规模商业应用。在世纪年代初我国学者就注意到了双电层电容器的研究】，但国内对超级电容器的研究始于年代后期。尽管国内在超级电容器领域的研究和开发的起步较晚，但发展势头不容忽视。超级电容器作为一种新型的储能元件，具有如下优点：（）超高的容量。超级电容器的容量范围为，比同体积的电解电容

19、器容量大倍。（）功率密度高。超级电容器能提供瞬时的大电流，在短时间内电流可以达到几百到几千安培，其功率密度是电池的一，倍，可达到左右。（）充放电效率高，超长寿命。超级电容器的充放电过程通常不会对电极材料的结构产生影响，材料的使用寿命不受循环次数的影响，充放电循环次数在以上。（）放置时间长。长时间放置超级电容器的电压会下降，再次充电可以充到原来的电位，对超级电容器的容量性能无影响。上海师范大学硕士毕业论文（）温度范围宽，达一。超级电容器电极材料的反应速率受温度影响不大。（）免维护，环境友善。超级电容器用的材料是安全、无毒的，而铅酸蓄电池、镍镉蓄电池用的材料具有毒性。超级电容器的不足之处表现为能量

20、密度偏低，漏电流较大，单体工作电压低。水系电解液超级电容器单体的工作电压只有左右，要通过多个电容器单体的串联才能得到较高的工作电压。而多单体电容器串联对电容器单体的一致性要求很高。非水系电解液超级电容器单体的工作电压高一点，可以达到。但非水系电解液要求有高纯度、无水等很苛刻的条件。超级电容器以其众多的优点，一经问世便受到人们的广泛关注，己在很多领域得到成功的应用，如充当记忆器、电脑、计时器等电子产品的后备电源；用做电动玩具车主电源、内燃机中启动电力、太阳能电池辅助电源，还可应用于航空航天等领域。目前，超级电容器的发展正逐渐步入成熟期，超级电容器的市场也越来越大，越来越多的公司聚焦到生产超级电容

21、器上。超级电容器以其众多的优点，一经问世便受到人们的广泛关注，已在很多领域得到成功的应用，如充当记忆器、电脑、计时器等电子产品的后备电源；用做电动玩具车主电源、内燃机中启动电力、太阳能电池辅助电源，还可应用于航空航天等领域。目前，超级电容器的发展正逐渐步入成熟期，超级电容器的市场也越来越大，越来越多的公司聚焦到生产超级电容器上。离子液体在双电层电容器中的应用根据存储电能的机理不同，超级电容器可分为双电层电容器（，）和赝电容器（）。双电层电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件，如图当电极与电解液接触时，由于库仑力、分子间力、原子间力的作用，使固液界面出现稳定的、符号相反

22、的双层电荷，称为界面双层。双电层电容器使用的电极材料多为多孔碳材料，有活性炭（活性炭粉末、活性炭纤维）、碳气凝胶、碳纳米管。双电层电容器的容量大小与电极材料的孔隙率有关。通常，孔隙率越高，电极材料的比表面积越大，双电层电容也越大。但不是孔隙率越高，上海师范大学硕：毕业论文电容器的容量越大。保持电极材料孔径大小在之间提高孔隙率才能提高材料的有效比表面积，从而提高双电层电容。图双电层电容器结构示意图双电层电容器（）可作为各类电子产品中的备用电源，特别是与蓄电池组成的电源系统在电动车中展示了巨大的应用前景。电解液的性能是影响电容器性能的关键因素之一，与水溶液电解液相比，有机电解液电化学窗口宽，但电导

23、率较低；同时由于受电解质盐在有机溶剂中的溶解度限制，导电离子浓度低：电解液电导率低使得电容器的内阻增大，大电流工作性能差；导电离子浓度低，在充电后期，易出现“离子贫乏效应，电解液本体中导电离子贫乏，电容器内阻迅速增大，电压急剧上升，严重限制了电容器的工作电压，因而选择新型电解质盐，开发具有高电导率、电化学窗口宽、导电离子浓度高的新型电解液，对提高双电层电容器的比功率、比能量具有重要的意义。离子液体义称室温熔融盐，是由阴、阳离子所构成的在室温或室温附近呈液态的物质。一些离子液体可同时具有电导率高、电化学窗口宽、不挥发、不燃烧、热稳定性能好等特性。乙基甲基咪唑四氟硼酸盐（）是一种电化学性能优良的离

24、子液体，室温时电导率为，电化学窗口达，并且可溶解于多种有机溶剂，目前国夕有一些将其应于新能源体系电解质的研究报道：）：但对以（）。为支持电解质盐，溶于有机溶剂制备的电解液，应用于双电层电容器中，电容器性能状况的研究尚未报道本文以（）为电解质盐，以乙腈（）、碳酸丙烯酯（）、二甲基甲酰胺（）为溶剂，制备了种（）有机溶剂电解液，测试了其电导率与浓度、温度的关系，及其电化学窗口等电化学特性。组装了以活性碳为电极的双电层电容器，通过循环伏安、交上海师范大学硕士毕业论文流阻抗和充放电实验等方法，初步探讨了（）有机溶剂电解液在双电层电容器中的电化学行为。本论文的研究意义和主要研究工作近年来，作为一种新颖的介

25、质，室温离子液体在电化学领域的应用也越来越受到人们的重视。然而，总体看来，这些应用研究尚处于开始阶段，有许多问题还有待解决。具体到电化学研究中，虽然就目前的研究而言，离子液体的应用已经涉及到电化学领域的大多数研究方向，但是，许多研究还处于起步阶段。由于目前对离子液体本身特性的研究还不是十分全面与深入，因此限制了对许多电化学应用中所得到的研究结果的深入理解和分析。因此，结合实验室的研究方向和要求，研究工作的主要目的是探索开展离子液体在电化学研究领域的新应用方向。主要集中于以下几个方面：（）新型室温离子液体的合成及其物理化学性质测定用两步法合成了离子液体和，主要是通过烷基咪唑与卤代烷进行加成反应，

26、然后进行离子交换。并应用红外光谱、核磁氢谱测定证实这两种离子液体的结构。新型的三乙胺对甲苯磺酸离子液体和一甲基咪唑对甲苯磺酸离子液体的合成及其不同配比下粘度、电导率、电化学窗口、热失重等物理化学性质的测试与研究。（）微量水和有机溶剂对离子液体物理化学性质的影响测定了不同水和有机溶剂二氯甲烷含量的离子液体的粘度和电导率的同时，应用交流阻抗技术对不同水含量的一丁基甲基咪唑六氟磷酸盐（）离子液体玻碳电极界面双电层电容进行了测定，并利用红外光谱技术测定了中水分子的结构。（）有机溶剂溶液性质对聚噻吩电化学性能的影响选择常用的离子液体丁基一甲基咪唑】六氟磷酸（），在测定不同乙腈及碳酸丙二醇脂电解质溶液的黏

27、度和导电性的基础上，利用电化学循环伏安法研究了电解质溶液组成对聚噻吩膜电化学行为的影响。（）几种不同类型的超级电容器的制作和性能测试上海师范大学硕士毕业论文选择常用的离子液体【丁基甲基咪唑】【六氟磷酸（）做为超级电容器的电解液溶液，探索了以活性炭、活性炭离子液体、介孔炭为电极材料，离子液体为电解液的双电层电容器的制作过程，分析了不同电极材料对电极性能的影响。在此基础上制备了一种以凝胶为电极和隔膜，不加入液体状的电解液的新型的超级电容器，用恒流充放电法和循环伏安法对电容器性能进行了测试，比较了这类电容器和传统电容器性能方面的差别。上海师范大学硕士毕业论文第二章新型室温离子液体的合成及其物理化学性

28、质测定引言离子液体是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成、并在以下呈液态的熔盐体系它们具有种类多、不可燃、液程范围宽、蒸汽压低、电化学窗口宽、溶解性能可调等绿色化学溶剂特点，从而受到学术界和工业界的关注世纪年代早期，的教授、英国公司和法国的等研究机构开始探索离子液体作为溶剂与催化剂的可能性，这标志着离子液体系统研究的开始近年来，功能性离子液体的研究成为新的热点，因为功能性离子液体除了作为溶剂以外，还具有一定的催化作用，如，等人合成了酸性离子液体，并将其用于酯化和缩醛化反应中取得了较高的收率川本文参考文献的方法合成了两种新型的室温离子液体，并考察了不同配比的三乙胺对甲苯磺酸离子液体和甲基咪唑

29、对甲苯磺酸离子液体的粘度、导电率、电位窗口和热稳定性等物理化学性质。实验部分实验药品和仪器所有药品没有特殊说明均为分析纯。甲基咪唑（纯度：，浙江临海凯乐化工厂），溴代正丁烷（级，上海精析化工科技有限公司），六氟磷酸钾（纯度，张家港市恒吉电子化学有限公司），超纯水（，上海康雷分析仪器有限公司），三乙胺（，国药集团化学试剂有限公司）、对甲苯磺酸（，上海青析化工科技有限公司）、甲基咪唑（，国药集团化学试剂有限公司）。电化学工作站（上海辰华仪器公司）；毛细管粘度计（上海启航玻璃仪器厂）；型导电仪（上海雷磁仪器厂），超级恒温槽；电动搅拌器，真空干燥箱（上海华连医疗器械有限公司）。外光谱分析仪。日本岛津热

30、重分析仪。实验步骤红（一）丁基甲基咪唑六氟磷酸盐（）离子液体的制备将重蒸后的溴代正丁烷缓慢滴加到经重蒸的甲基咪唑，室温：海师范大学硕士毕业论文下进行磁力搅拌，小时后，溶液分层，取下层溶液，每次用的乙酸乙酯洗涤次，真空干燥得到溴化丁基甲基咪唑盐。冰浴下，在塑料瓶中加入溴化丁基甲基咪唑盐，加入大量超纯水溶解，磁力搅拌，缓慢加入六氟磷酸钾，小时后，溶液分层，取下层有机相，并用超纯水洗涤次，直到水相溶液用硝酸银溶液检验，无白色沉淀产生，然后再真空干燥备用。（二）丁基一甲基咪唑四氟硼酸酸盐（）离子液体的制备。将买来后甲基咪唑与下溴丁烷重蒸后，按：的量把正溴丁烷逐滴加入咪唑中，加完后室稳下搅拌小时左右，得

31、到丁基甲基咪唑氯。称取适量四氟硼酸钠，用水溶解后，缓慢加入丁基甲基咪唑氯中（等量混合），冰浴下快速搅拌小时。把初产物用二氯甲烷萃取，每次，然后用水萃取洗两次，每次，洗至没有。有机层用无水硫酸镁干燥，旋蒸除去二氯甲烷，真空干燥，去除溶剂。得到无色透明，丁基甲基咪唑四氟硼酸离子液体。（）三乙胺对甲苯磺酸盐离子液体制备称取，对甲苯磺酸（）放入三颈烧瓶中，在电动搅拌和水浴下将等摩尔的三乙胺（重蒸）缓慢滴加到上述的三颈烧瓶中。随着反应进行，对甲苯磺酸逐渐溶解在三乙胺中，待三乙胺滴加完毕后，撤去水浴，使反应在室温下进行，不断搅拌小时，所得液体即为：的离子液体。按上述方法合成不同配比（：、：、：、：、：）的

32、三乙胺对甲苯磺酸离子液体，其中对甲苯磺酸为过量。厂一一八宇图三乙胺对甲苯磺酸盐离子液体的合成路线图（四）一甲基咪唑对甲苯磺酸盐的制备采取减压蒸馏的方法重蒸甲基咪唑，在时收集馏分。称取，对甲苯磺酸（）放入三颈烧瓶中，在电动搅拌和水浴下将等摩尔经重蒸后的甲基咪唑（）缓慢滴加到上述的三上海师范大学硕士毕业论文颈烧瓶中。随着反应进行，对甲苯磺酸逐渐溶解，待对甲苯磺酸溶解后，撤去水浴，使反应在室温下进行，不断搅拌小时，得到液体即为：的离子液体。按上述方法合成不同配比（：、）的甲基咪唑对甲苯磺酸离子液体。吖赐一仑刚网一（五）离子液体的粘度测定图甲基味唑对甲苯磺酸盐离子液体的合成路线图分别取不同配比的离子液

33、体注入干燥清洁的粘度计中，把粘度计垂直放入恒温水槽中恒温，记录不同温度下液体流经毛细管的时间（重复三次，取平均值），每次测量前均需恒温分钟。根据公式：，其中为粘度计常数，为离子液体密度，为流出时间。（六）离子液体的粘度测定采用型导电仪（上海雷磁仪器厂），测定不同温度下各个配比的离子液体的电导率。将不同配比的离子液体放入烧杯中，用恒温水槽恒温分钟后，用电导仪测定不同温度下，离子液体的电导率（重复三次，取平均值）。（七）离子液体的电化学窗口测定以玻碳为工作电极，饱和甘汞为参比电极，铂丝为对电极，采用电化学工作站，在气氛中测定室温下不同配比的离子液体的电化学窗口。结果与讨论的表征（一）上海师范大学硕

34、士毕业论文厂；？图的谱图。以氘代氯仿（）为溶剂，对室温离子液体丁基甲基咪唑六氟磷酸盐（）进行核磁表征。图为的图谱，对峰进行了归属，为饱和峰，和为五元环上不饱和峰。具体核磁数据如下：（，）：（，（，），），（，），（，），（，），（，），与文献报道一致。（二）图为室温离子液体的光谱图。，为吸收在离子液体中的微量水的反对称和对称伸缩振动：，为五元环上不饱和的伸缩振动；，为饱和的伸缩振动：，。为五元环上的伸缩振动；。为振动，的光谱图与文献旧报道一致。上海师范大学硕士毕业论文图的光谱图通过核磁和红外对合成的产物（离子液体）进行表征，得到的实验结果与文献报道一致，说明成功地合成了离子液体。的表征以氘代水

35、（）为溶剂，对室温离子液体一丁基甲基咪唑四氟硼酸盐（）进行核磁表征。图为的图谱，对峰进行了归属，如，为饱和峰，和为五元环上不饱和峰。具体核磁数据如下：（，）：（，），（，），（，），（，），（，），（，），化，）。上海师范大学硕上毕业论文邺夕、文。鼻图。的谱图。三乙胺对甲苯磺酸盐与甲基咪作对甲苯磺酸盐粘度的测定通常影响离子液体粘度的因素有氢键、范德华力引、温度变化和添加剂等。图、图为不同比例的离子液体粘度对温度的变化关系图。从图中可以看出，随着温度的升高，不同比例的离子液体的粘度逐渐降低。图中，在下，不同比例的离子液体的粘度值相差很大，离子液体的粘度值是的倍；图中，在下，离子液体的粘度值是的倍。随着温度的升高，在相同温度下不同比例的离子液体的粘度值相差变小。此外，离子液体粘度的对数值随温度的倒数的变化并不成线性关系，说明此离子液体的粘度随温度的变化不符合阿伦尼乌斯公式。根据文献报道，离子液体的粘度与温度的关系遵守（）方程：（）】其中（），（），（）为常数。粘度的参数值见表、表。据文献报道，离子液体与有机物组成的二元体系的粘度随组成的关系符合指数方程：（），是二元混合物的粘度，是纯离子液体的粘度，是有机物的摩尔分数，是待定常数。据此关系式，将不同组分的三乙胺离子液体上海师范大学