离子液体金属界面结构研究和探索 毕业论文

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1、目录中文摘要1Abstract2第一章前言3第二章实验部分52.1实验试剂52.2实验仪器52.3实验过程62.3.1离子液体[BMIM]Br和[BMIM]BF4的制备62.3.2离子液体中Cu的电沉积62.3.3沉积出的Cu纳米粒子的电催化62.3.4不同阴离子对零电荷电位的影响6第三章结果与讨论83.1循环伏安表征83.2Cu沉积层的催化研究93.3阴离子对零电荷电位的影响103.3.1不同频率下[BMIM]BF4的微分电容曲线103.3.2加入不同的阴离子对零电荷电位的影响103.4总结11

2、参考文献13致谢14中文摘要摘要:本文合成了溴化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Br)、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIM]BF4)、氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)、1-丁基-3-甲基硫酸氢盐([BMIM]HSO4)和1-丁基-3-甲基硫氰盐([BMIM]SCN)五种离子液体。通过循环伏安法研究了Cu2+在[BMIM]BF4中的电化学行为,采用恒电位法在氧化铟锡(ITO)电极表面进行了Cu的沉积,并进行了4-硝基苯酚的催化实验。结果表明,Cu2+在ITO表面经中间产物C

3、u+还原为Cu;电位越负,催化性能越好。此外,还研究了不同阴离子对[BMIM]BF4/Pt电极界面微分电容的影响,发现HSO4-会使得零电荷电位负移,而Br-、Cl-、SCN则会使得零电荷电位正移。关键词:离子液体,电沉积,微分电容曲线,零电荷电位14AbstractFivekindsofionicliquids,[BMIM]Br,[BMIM]BF4,[BMIM]HSO4,[BMIM]SCNand[BMIM]Cl,weresynthesized.Theelectrochemicalbehavio

4、rofCu2+in[BMIM]BF4wasstudiedbycyclicvoltammetry.Cudepositedonindiumtinoxide(ITO)bythemethodofconstantpotential.4-nitrophenolcatalyzedexperimentwascarriedout.TheresultsshowthattheCu2+firstreducedtoCu+,thentoCu.Themorenegativethepotentialwas,thebetterth

5、ecatalyticpropertieswas.Inaddition,theeffectsofdifferentanionsoninterfacedifferentialcapacitanceof[BMIM]BF4/Ptelectrodewerealsostudied.ItfoundthatHSO4–madezerochargepotentialnegativeshift,whileBr-,Cl–andSCN-madeitpositiveshift.Keywords:ionicliquids,el

6、ectrodeposition,differentialcapacitancecurve,zerochargepotentialWrittenby:YeJinjinSupervisedby:YuanYaxian14第一章前言离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。常规离子液体的阳离子一般为含氮或磷的有机大离子,其中季铵类离子包括:(1)咪唑离子[IM]+及其取代衍生物:咪唑离子的两个N原子是相同的,如N,N[或1,3]取代的咪唑离子记为[R1R3IM]

7、+,如1-乙基-3-甲基咪唑离子记为[EMIM]+,若2位上还有取代基则记为[R1R3IM]+。(2)吡啶离子[Py]+及其衍生物:吡啶离子的N原子上有取代基R则记为[RPy]+。(3)季铵离子[R4N]+,R4表示N原子上的四个取代基,例如二甲基乙基丁基季铵可简记为[N1124]+。此外,还有其它种类的季铵。如N,N-甲基乙基取代的四氢吡咯(吡咯烷)正离子记为P12+。(4)季磷离子[R4P]+,R4表示P原子上的四个取代基,表示方法与季铵离子类似。根据负离子的不同可将离子液体分为两大类。一类是

8、含AlCl3的卤化盐(正离子仍为上述4种,其中Cl也可用Br等代替),例如[BMIM]Cl-AlCl3,此类离子液体被研究得较早,对以其为溶剂的化学反应研究也较多,此类离子液体具有离子液体的许多优点,其缺点是对水极其敏感,需要在真空或惰性气氛下进行处理和应用。另一类离子液体是在1992年发现[EMIM]BF4(熔点为12℃)后发展起来的[1],也被称为新型离子液体,该类离子液体不同于AlCl3离子液体,其组成是固定的,而且其中许多品种对水、对空气是稳定的,因此近几年取得令人惊异的进

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