离子液体的合成及在铝二次电池中的应用

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1、江南大学硕士学位论文离子液体的合成及在铝二次电池中的应用姓名：林贵坤申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：丁玉强20090301摘要摘要有机／无机杂化材料是介于有机物与无机物间的一种新型杂化材料。离子液体是完全由离子组成的液体，具有导电性高、电化学窗口宽、不挥发、不易燃、对热稳定等特点，并且对许多无机盐和有机物表现出良好的溶解特性。由于离子液体高的电导率、宽的电化学窗口，作为一种绿色替代溶剂以及电解液，被广泛应用于电化学方面。本文在总结前人工作的基础上，首先合成了六种常见的离子液体中间体卤代盐，主要包括：溴化1一

2、丙基吡啶([PrPy]Br)、溴化1．丁基吡啶([BuPy]Br)、溴化1．丙基一2一甲基吡啶(【Pr-2．MPy]Br)、溴化1．丁基．2．甲基吡啶([Bu-2．MPy]Br)、溴化1．丙基．4．甲基吡啶([Pr-4．MPy]Br)、溴化1．丁基．4．甲基吡啶([Bu．4．MPy]Br)。进而将它们转化为六种四氟硼酸类离子液体：1．丙基吡啶四氟硼酸盐([PrPy]BF4)、1．丁基吡啶四氟硼酸盐(【BuPy]BF4)、1．丙基．2．甲基吡啶四氟硼酸盐([Pr-2．MPy]BF4)、1．丁基．2．甲基吡啶四氟硼酸盐(

3、【Bu-2．MPy]BF4)、1．丙基．4．甲基吡啶四氟硼酸盐([Pr-4．MPy]BF4)、1．丁基4．甲基吡啶四氟硼酸盐(fBu．4．MPy]BF4)。对它们的结构进行红外表征。得到了这12种离子液体。测定了烷基吡啶四氟硼酸盐的电导率，该类离子液体具有很好的导电性，可以作为导电介质应用于电解液中。合成了两种铝盐，分别为：四氟硼酸铝(AI(BF4)3)、三氟甲基磺酸铝(AI(CF3S03)3)，对其进行红外表征。通过红外图谱解析，表明得到了这两种铝盐。将合成得到的两种铝盐与四氟硼酸类离子液体复配，制各成离子液体／无

4、机铝盐杂化材料，测定了该杂化材料的电导率；将合成得到的三氟甲基磺酸铝掺杂于有机溶剂中，制备成有机溶剂／三氟甲基磺酸铝杂化材料，并测定了电导率。这两类杂化材料具有高的电导率，有望应用于铝二次电池中。但是它们各有优缺点。其中有机溶剂／--氟甲基磺酸铝杂化材料原料价格便宜，实际操作简单方便，且耗时短，缺点是有机溶剂易挥发，不耐高温，在高温下工作容易受热膨胀，甚至爆炸。而离子液体／无机铝盐杂化材料耐低温高温，饱和蒸汽压低，不易挥发，电导率高，缺点是离子液体的合成比较耗时，原料价格贵，但是随着新能源的发展，离子液体作为电池用电

5、解液介质也越来越受到人们的关注。关键词：有机／无机杂化材料；离子液体；铝盐；电导率AbstractOrganic—inorganichybridmaterialisanewcompositebetweenorganicandinorganiccompound．Ionicliquidsarecomposedofionsentirely，andhavehighconductivity，nonvolatile，no-n．flammable，heat—stable，andshowgoodsolubilitytomanyino

6、rganicandorganicsubstances．Fortheirhighconductivityand丽deelectrochemicalwindow，theyarewidelyusedinelectr-ochemicalfieldasagreenalternativesolventandelectrolyte．Thepaperisbased011theproductionof0111"predecessors．Firstly，sixcommonionicliq-uidsvVeresynthesised，inc

7、luding1-propylpyridinebromide([Pr-Py]Br)，1-butylpyridinebro-mide([BuPy】Sr)，1-propyl-2·methylpyridinebromide([Pr-2-MPy]Br)，I-butyl一2-methylpyri·dinebromide([Bu-2-MPy]Br)，1-propyl一4一methylpyridinebromide([Pr-4·MPy]Br)，1-butyl一4-methylpyridinebromide([Bu-4-MPy]Br)

8、，andthensixtetrafluoroborateionicliquidsweresynthesised，including1-propylpyridinetetrafluoroborate([PrPy]BF4)，1-butylpyridinete—trafluoroborate([BuPy]BF4)，1-propyl-2-methylp