新型离子液体聚合物电解质的制备及性能研究

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1、万方数据中图分类号I堕!幽UDC互塑硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏新型离子液体聚合物电解质的制备及性能研究SynthesisandPropertiesofNovelIonicLiquidPolymerElectrolyte作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所、)：指导教师：副指导教师：李喜德有机化学聚合物电解质化学化工学院陈国辉副教授刘洪涛教授刘开宇教授论文答辩日期丝!坠!b答辩委员会主席中南大学2014年5月万方数据原创性声明

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3、本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：奎蔓笙日期：兰旦缝年土月丛日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布

4、学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：查堇丝导师签名触日期：型年舅盔万方数据中南大学硕士学位论文摘要新型离子液体聚合物电解质的制备及性能研究摘要：开发新的高离子电导率聚合物电解质，应用于各种固态电化学装置中，引起了大家广泛的兴趣，这是由于其固有的性质，如可薄．膜化，灵活性，高离子电导率和宽的电化学窗口。离子液体由于其可忽略不计的低蒸气压，高离子电导率，良

5、好的热和电化学稳定性，被认为是聚合物一盐体系中合适的电解质盐。本文合成了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚(甲基丙烯酸甲酯．1．乙烯基．3．丁基咪唑溴盐)[P(MMA—VBIMBr)】，并以此为基体，离子液体l一丁基一3一甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)为增塑剂，制备了一系列离子液体聚合物电解质。主要研究内容如下：(，1)以N．乙烯基咪唑和正溴丁烷为原料合成了离子液体1．乙烯基．3．丁基咪唑溴(VBIMBr)，然后将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)通过自由基溶液聚合法制备yP(MMA．VBIMB0，采用

6、IR、1HNMR对目标产物结构进行表征。并分别对其合成条件进行了优化。合成VBIMBr的最佳工艺条件为：反应时间6h，反应温度为80℃，投料比为1：1．1。在此工艺条件下，VBIMBr的产率可达到91．30％。合成P(MMA—VB]MB0的最佳工艺条件为：以氯仿为溶剂，引发齐tJAIBN用量为1％，反应温度为70。C，反应时间6h，P(MMA．VBIMBr)收率可达92．74％。(2、)以PMMA和P(MMA．VBIMBr)为聚合物基体，离子液体BMIMBF4为增塑剂，采用溶液浇注法制备了BMIMBF

7、4／PMMA和BMIMBF4／P(MMA—VBIMBr)两类离子液体聚合物电解质，采用x射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和电化学交流阻抗(EIS)等方法对聚合物和聚合物电解质的性质进行了研究。测试结果表明：BMIMBF4／PMMA型禾DBMIMBF4／P(MMA．VBIMBr)型电解质膜均具有较高的热稳定性，分别为250℃和270℃，通过共聚改性后稳定性略有提高；且前者机械稳定性差，后者则表现出良好的柔韧性；当BMIMBF4／P^心压A和BMIMBF4／e(MMA．W3IMBr

8、)的质量比为1：2，单体投料摩尔比为n(MMA)：n(VBIMBr)=7：3时，聚合物成膜的综合性能最好，此时它们的电导率分别是0．50×10"3S／cm禾1]2．77x10。3S／cm(20℃、)，电压窗口分别为3．5V矛I]2V。且离子电导率随着温度的升高而迅速增加，电导率．温度曲线符合Arrhenius方程。本论文的创新之处在于，采用共聚的方法对PMMA基体进行改万方数据中南大学硕士学位论文摘要性，通过自由基溶液共聚合成了无规共聚物P(MMA—VBIMBr)。新的聚合物基体中离子液体结构的引入，

9、不仅改变了聚合物链段的运动能力，同时也可以有效地降低聚合物的玻璃化转变温度；而且，共聚上的离子液体可以提供离子源，增加电解质中载流子浓度，有利于离子的传输，从而达到进一步提高了离子液体聚合物电解质的电导率的目的。图22幅，表11个，参考文献96篇关键词：离子液体；聚甲基丙烯酸甲酯．1．乙烯基．3．丁基咪唑溴；聚合物电解质；离子电导率分类号：TM912．9III万方数据中南大学硕士学位论文AbstractSynthesisandPropertiesofNo