氟化吡啶/吡咯离子液体和聚吡咯的合成及表征

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lsq87810
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
离子液体既有高温熔盐的特性,又有水溶液的特性,包括不燃烧、挥发性小、热稳定性高、导电性良好、电化学窗口及液态范围宽、种类繁多等特点。因此,离子液体在各领域都有着广泛的使用。在离子液体中合成的聚吡咯膜,其性质和形貌都有着很多独特的地方。本课题主要研究了氟化吡啶及氟化吡咯离子液体溶液的制备和表征,并探索了不同实验条件对合成聚吡咯膜的影响。将氯化吡啶(氯化吡咯)与氟化银反应,最终能合成出含水的氟化吡啶(氟化吡咯)离子液体。合成时的温度越高,生成的离子液体含水量越低,氟化离子液体水解变质的标志为颜色变红或变黑。利用拉曼光谱、质谱、核磁共振光谱等检测手段对生成的物质结构进行表征。表征结果说明合成的氟化吡啶溶液中有[Bpy]+阳离子,而合成的氟化吡咯溶液中同时存在[Bmpy]+阳离子、[[Bmpy]2F]+阳离子。利用高斯软件,基于密度泛函(DFT)及从头算(abinitio)计算方法,在 B3LPY/6-31G+(d)及 HF/6-31G+(d)水平上,优化得到氟化吡啶最稳定的结构,并且可以知道[Bpy]+阳离子的键长,键角及二面角,结果说明吡啶环上的键有单双键平均化趋势,吡啶环上的原子呈sp2杂化轨道且是平面结构,而剩下的p轨道形成共轭π键,吡啶环上的氢原子均带正电荷。密度的测定采用比重瓶法,氟化吡啶与氟化吡咯溶液的密度均与温度呈线性函数关系,且温度越高,密度越小,氟化吡啶和氟化吡咯溶液密度随温度变化关系的拟合曲线分别为ρ=1.15-3.82×10-4T(K)(g/cm3)和ρ=1.23-6.07×10-4T(g/cm3);采用粘度仪测定粘度,温度越高,氟化吡啶和氟化吡咯溶液的粘度越小,氟化吡啶、氟化吡咯溶液粘度随温度变化关系的拟合曲线分别为1nη=-4.75+1883.51T-1(K)(mPa·s)、1nη=-8.15+2972.36 T-1(K)(mPa·s)。电导率的测定采用固定电导池法,温度越高,氟化吡啶和氟化吡咯溶液的电导率越大,氟化吡啶及氟化吡咯溶液电导率随温度变化关系的拟合曲线分别为σ=-529.94+2.15T-6.91 × 10-4T2(K)(mS/cm)、σ=-592.68+2.73T-1.74×10-3T2(K)(mS/cm)。采用循环伏安法测得氟化吡啶和氟化吡咯溶液的电化学窗口分别为2.11V和2.09V。采用差热分析法研究发现,氟化吡啶溶液无明确熔点,水的吸热温度为106.6℃,玻璃化转变开始于-96.7℃,终止于-83.7℃,氟化吡咯溶液无璃化转变过程,水的吸热温度为108.6℃,在183.3℃时发生分解。选用组成为0.25mol/L氟化吡啶-0.25mol/L吡咯单体-0.25mol/L酒石酸水溶液为电解质,研究在不同的聚合条件(电解质组成、聚合温度、聚合电位、聚合时间)下电聚合聚吡咯的形貌和电化学性质。研究发现:聚合反应开始的电位为0.2V,随着沉积的聚吡咯越来越多,电阻变大,升高沉积温度可以加速聚吡咯膜的生成速率且生成的聚吡咯分子半径变大,导电性增加。在含氟化离子液体的电解质中电沉积比在不含离子液体的电解质中电沉积得到的聚吡咯高分子半径更大且形态更匀称,电化学活性也更好。沉积聚合时的电位越低,聚吡咯膜越紧密。在沉积电位为-0.1V时,聚吡咯会产生孔状的结构,当沉积电位过大时,聚吡咯膜的导电能力变弱。沉积时间越长,聚吡咯高分子的半径越大,表面光滑度降低,当沉积时间过长时,导电性会减小。
其他文献
摆线齿轮以高传动精度、长使用寿命等优点,在各类减速器以及工业机器人中作为重要传动零件被广泛应用,其加工精度以及传动中的润滑和接触性能对于减速器和工业机器人的正常运转具有重要影响。但目前对于摆线齿轮的研究中,大多侧重于对其磨削方法、齿廓修型、不考虑润滑剂的传动性能研究,对摆线齿轮成形磨削的温度场、磨削表面粗糙度及表面残余应力等表面质量试验测试,以及考虑润滑脂作用下的润滑性能和摩擦学性能研究较少。因此
我国中压配电网普遍采用小电流接地方式,引起小电流接地系统故障最多的原因是单相接地故障。配电网单相接地事故中绝大部分属于电弧性接地。由弧光接地故障引起的暂态过电压对配电网的危害非常严重,其不稳定、难预测的特点使得针对它的防护措施效果有限,其中一个重要的原因就是电弧燃烧时的不确定性。而准确描述配电网空气电弧的暂态特性,建立适用于不同工况下的空气电弧模型,对于分析弧光接地过电压过程,评价弧光接地过电压抑
随着风电、光伏等新能源的发展,电力电子设备在电网中得到大量应用。在弱电网情况下逆变器和电网之间的相互影响以及逆变器内部复杂的动态特性等导致实际工程中振荡现象频发,严重阻碍了新能源的发展。近年来工程实践和研究发现三相并网逆变器的频率耦合特征会对系统稳定性造成影响。因此本文考虑频率耦合的影响,针对并网逆变器振荡问题进行研究,并提出有效的振荡抑制方法。本文首先建立考虑频率耦合的并网逆变器阻抗模型。在弱电
关系型数据库管理系统被应用于各种各样的场景下,用以保证事务的正确执行和数据内容的零丢失。系统的性能则常常受限于持久化设备的读写性能,其主要原因在于持久化设备的性能比主存的读写延迟慢几个数量级,且只能支持按块读写。因此在数据库管理系统的设计时会更多地考虑到平衡易失性内存和持久化设备之间读写速度的性能差异。然而如果将数据库构建在非易失内存上,这个问题就不那么关键了。因为非易失内存具有堪比内存的读写延迟
微合金化低碳钢具有较好的强韧性、焊接性、成型性和好的经济性等综合性能,现广泛应用于汽车、船舶、桥梁、压力容器和其他工程结构中,应用前景广阔。为了使其性能得到充分的挖掘,实现钢铁材料性能的全面升级,设计、开发并生产出具有高性能、低成本的微合金高强度钢已成为当前研究的重要方向。本文以微合金化低碳钢为研究对象,通过奥氏体连续冷却相变、工艺模拟和热轧实验,研究工艺参数对实验钢相变行为及组织与性能的影响,为
随着量子理论的快速发展,Shor算法与Grover算法在量子模型下能快速求解RSA大数分解等一些经典的困难问题,而目前许多常用的加密算法和协议主要依赖于这些经典的困难问题。因此,Shor算法与Grover算法会对传统密码体系保护的信息安全和当前网络通讯安全提出了更高的要求。LPN(Learning Parity with Noise)问题是后量子密码领域的一个极佳的候选假设,它不仅适用于一些弱功率
本研究旨在评估老挝万象市土壤中多氯联苯及重金属的赋存特征、源解析及风险研究。根据不同的土地利用类型,在城市30个地点的路边随机采集土壤样本,其中包括4种土地利用类型:城市中心区(IU-内城区);市郊区(OU-外城区);城市稻田区附近的场地(AA-农业区);工厂和制造区附近的场地(IZ-工业区)。通过测定PCBs的浓度水平和同系物分布,对该市各点的多氯联苯污染程度以及四种土地利用类型的多氯联苯分布进
随着不锈钢生产技术的进步与世界工业的发展,用户对不锈钢的质量要求也日益增高。在不锈钢板带热轧中,板形一直是衡量其质量的重要指标之一。不锈钢板形控制领域成为众多学者研究的重点和难点。板形设定模型是热轧带钢生产线上最为复杂的过程设定模型之一。随着我国热轧带钢轧制过程控制技术水平的不断提高,逐渐掌握了粗轧设定模型、精轧设定模型以及其他在线设定模型的精髓,但是对于板形设定模型的研究和开发仍处于落后状态。结
为适应近年来油气资源日渐枯竭,含有腐蚀介质H2S、Cl-等严酷腐蚀环境的油气田被相继开采出来,导致压力容器用钢的服役环境越来越恶劣。其壳体和焊接接头直接承受腐蚀介质的物理、化学作用,极易产生腐蚀导致失效。Q345R作为压力容器钢中用途最广、用量最大的专用钢,难以满足越来越恶劣的服役环境要求,急需开发出具备兼顾力学性能、耐腐蚀性能及焊接性能的压力容器钢,即Q345R(HIC)。油气中H2S、Cl-具
随着材料科学的发展,传统的TiC和TiN薄膜材料不能满足切削刀具材料的要求,Ti-Si-N膜具有高硬度、低摩擦因数、良好的热稳定性和化学稳定性等优良特性,非常适合于高速切削刀具的表面保护和模具的现代机械行业的要求,目前在薄膜行业中的应用前景十分广泛。利用磁控溅射技术,通过调整工艺参数:氮流量、溅射温度、溅射功率、沉积时间、渐变时间、调制周期以及调制比,在304不锈钢基体上制备一系列Ti-Si-N