含氰基季铵型塑性晶体的制备与性能表征

论文摘要

塑性晶体是一类在固态晶格点阵中,质心保持固定的位置有序,而分子或离子展示转动无序的物质。塑性晶体具有较大的空间自由度以及高的离子导电率。在外力作用下能引起塑性流动,这种特性能够很好地解决电极材料与固体电解质间所存在界面相容性问题,是制备锂离子固态电解质颇具潜力的材料。本论文设计合成了一系列含氰基季铵盐阳离子,氰基与Li+之间存在弱配位作用,从而改善了Li+在电解液中的溶解度。双（氟磺酰）亚胺（FSI-, [（FSO2）2N]-）作为新型的阴离子,具有稳定的理化以及电化学性能,使得FSI-阴离子在电子器件中起到举足轻重的作用。例如锂离子电池,超级电容器,敏化太阳能电池等。本论文内容主要包括以下四个部分:1以胺与丙烯腈为原料,进行一步或多步迈克尔加成反应,合成了单个或多个侧链烷基末端含有氰基7种叔胺。2以含氰基的叔胺为原料,通过与卤代烷烃进行亲核取代制备了13种单个或多个侧链烷基末端含有氰基季铵盐阳离子:3季铵盐与（K[（FSO2）2N]）为原料,摩尔比为1∶1,室温下发生反应,合成了13种侧链烷基末端含有氰基离子液体（液体或者固体）,并通过1H NMR和9F NMR确定其结构。4对13种离子液体进行理化性能的表征,包括粘度,TGA。与普通季铵盐相比,由于氰基较强的偶极化作用,这类离子液体表现出较大的粘度（184～995 cP）。而热分析表明,分解温度在200 oC左右。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 塑性晶体的概念以及性质
• 1.3 锂离子塑性晶体固态电解质的发展与应用前景
• 1.4 塑晶常温固体锂离子电解质导电机理
• 1.5 选题意义与主要工作内容
• 2 实验部分
• 2.1 实验仪器及试剂
• 2.2 溶剂的精制
• 2.3 叔胺的合成
• 2.4 合成季铵盐
• 2.5 离子液体的合成
• 3. 结果与讨论
• 3.1 合成氰基官能团化的叔胺
• 3.2 合成季铵盐及离子液体
• 3.3 离子液体粘度
• 3.4 离子液体热重（TGA）
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 附图