《化学世界》2005年（第46卷）1～12期目录索引

题　目期　页无机化学双氯芬酸配位的SOD模拟物合成与清除O2-·作用研究1 6正交实验法制备有机膨润土研究1 13C60辅助下ZnNiS光催化分解水制备氢气的研究1 16纳米固体超强酸SO42-/Fe2O3的制备及其应用研究1 18固态纳米复合聚合物电解质的离子导电性能研究2 67旋转成型用短GF/PP复合材料的CMC浆液稳定性的研究2 71纳米TiO2/HPMC-PMMA-PBA复合粒子的制备及表征2 75阳离子聚电解质与阴离子表面活性剂大分子复合物的形成及其溶液流变性能2 79单核镍配合物Ni(IDB)2(CH3COO)Cl·2H2O的合成、表征和性质3 131中草药麻黄和益母草…     

有机硅氧烷改性水性聚氨酯基聚合物电解质及全固态锂离子电池

以聚乙二醇(PEG)、有机硅氧烷(OFX)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,制备了一系列水性聚氨酯,并与双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(Li TFSI)复合,得到一系列全固态聚合物薄膜。通过拉伸性能测试、红外光谱、热重分析和电导率测试等研究了其结构与性能的关系。将制备的聚合物电解质膜用于全固态锂离子电池的组装,测试了电池的性能。结果表明:适量引入有机硅氧烷可改善聚合物电解质膜的力学性能和电化学性能;当PEG与有机硅氧烷质量比为3:1时聚合物电解质膜的综合性能最佳,80℃时电导率为6.24×10~(–4)S/cm;以磷酸铁锂为正极制备的全固态锂离子电池在0.2C电流80℃时放出131 mA·h/g的比容量。     

蚕丝/聚氧化乙烯复合固态聚合物电解质

以天然蚕丝为骨架支撑材料,将聚氧化乙烯(PEO)和锂盐溶液浇铸在蚕丝上干燥成膜,制备得到蚕丝/PEO复合固态聚合物电解质(Silk-PEO-SPE)。通过FTIR、电子拉力机、同步热分析仪、电化学窗口测试、电导率测试对固态聚合物电解质进行了结构和性能表征,并以磷酸铁锂为正极,金属锂为负极组装全固态电池,测试了电池的充放电性能。结果表明,与传统PEO固态聚合物电解质相比,复合固态聚合物具有较好的机械强度(达到10 MPa)和优异的电化学窗口(达到4.6 V),以该电解质组装的全固态锂电池在60℃、1 C电流密度下放电比容量达到113 mA·h/g,循环100次容量保持率达到97%,显示出较优异的循环稳定性。     

阻燃聚氨酯基固态聚合物电解的制备

摘要：以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇( PBA) 、六亚甲基二异氰酸酯( HDI)和阻燃剂N，N阻双（2（羟乙基）胺基亚甲基磷酸二乙酯( FCR-6）为主要原料合成阻燃聚氨酯（TPUP），将阻燃聚氨酯与锂盐复合得到阻燃聚氨酯基固态聚合物电解质。采用红外光谱、热重分析、锥形量热、力学测试、电化学窗口、电导率和电池的充放电性能测试等对阻燃聚氨酯基固态聚合物电解质进行了表征和性能测试。研究表明，TPUP具有良好阻燃性能，制备的阻燃电解质TPUP25%Li综合性能最佳，且拉伸强度达到2.09MPa，80℃时离子电导率为3.09M10-4 S/cm，以阻燃电解质组装的全固态锂电池，在80℃时0.2C电流密度下放电容量达到159mA?h/g。     

PVA-H_3PO_4凝胶聚合物电解质膜的制备及性能研究

以磷酸作为交联引发剂和质子源,用戊二醛(GA)交联聚乙烯醇(PVA)制备PVA-H_3PO_4凝胶聚合物电解质膜。采用X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)对制备的凝胶聚合物电解质膜进行了表征,并采用交流阻抗法研究了凝胶聚合物电解质膜的导电性能,分析了磷酸含量对凝胶聚合物电解质膜质子电导率的影响。结果表明,加入磷酸后,PVA结构由晶态向非晶态转变。随着H_3PO_4含量的增加,凝胶聚合物电解质膜的质子电导率先增大后减小;当PVA与H_3PO_4的质量比为1:6时,在室温下其质子电导率可达0.093S·cm~(-1),并且具有良好的电化学稳定性。     

阻燃聚氨酯基固态聚合物电解质的制备与表征

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和N,N-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯(FCR-6)为主要原料合成阻燃聚氨酯(TPUP),将阻燃聚氨酯与双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂(LiTFSI)复合得到一系列锂盐质量分数不同的阻燃聚氨酯基固态聚合物电解质(TPUP10%Li、TPUP20%Li、TPUP25%Li、TPUP30%Li)。采用红外光谱、热重分析、锥形量热、力学测试、电化学窗口、电导率和电池的充放电性能测试等对阻燃聚氨酯基固态聚合物电解质进行了表征和性能测试。结果表明,TPUP具有良好的阻燃性能,制备的阻燃电解质TPUP25%Li综合性能最佳,且拉伸强度达到2.09MPa,80℃时离子电导率为3.09×10–4S/cm,以TPUP25%Li阻燃聚氨酯基固态聚合物电解质组装的全固态锂电池,在80℃时0.2C电流密度下放电容量达到159 mA·h/g。     

低渗油田压裂控水用聚电解质复合溶液性能研究

将阴离子聚丙烯酰胺(HPAM)与阳离子聚合物(DP-1)应用溶液共混法,制备了低渗油田压裂控水用聚电解质复合溶液。研究了阴阳离子聚合物稳定共存的条件,评价了复合溶液的耐温抗盐性能、抗剪切耐冲刷性能以及控水性能。结果表明,在一定量外加盐(KCl)的作用下,阴阳离子聚合物可形成稳定的低粘度聚电解质复合溶液,且具有良好的耐温性和抗盐性;随剪切速率的增加,复合溶液粘度先降低后又有增加;在60℃下岩心流动实验中,盐水驱替100 PV时残余阻力系数为2.66,具有良好的耐冲刷性;水相渗透率降低90.53%,油相渗透率降低14.60%,具有明显的不等比例降低油水相渗透率特征,可用于近水或高含水低渗油层控水压裂改造,降低现场施工风险。     

g-C3N4增强聚氧化乙烯-聚己内酯共混钠离子固态电解质电化学性能

采用溶液浇筑法结合热压法制备了复合固态电解质,将Na-β-Al2O3和g-C3N4无机颗粒加入到聚氧化乙烯和聚己内酯共混聚合物中得到复合电解质,结合物相表征和电化学测试研究了复合电解质性能.通过优化各组分特别是g-C3N4的质量比例,聚合物复合电解质获得了在室温下较高的离子电导率、宽的电化学稳定窗口以及较好的抑制钠枝晶...     

Li+电池固态聚合物电解质研究进展

固态聚合物电解质具有高安全性、高成膜性和黏弹性等优点,并与电极具有良好的接触性和相容性,是实现高安全性和高能量密度固态Li⁺电池的重要电解质体系。然而聚合物电解质室温离子电导率较低（10^-8~10^-6 S·cm^-1）,不能满足固态聚合物电池在常温运行的需求。因此,在提高离子电导率、机械强度和电化学稳定性等本征属性的基础上,同时探究改善电解质/电极的界面处及电极内部的离子输运是研发固态聚合物Li⁺电池面临的关键问题。主要从改性聚合物电解质用以提高Li⁺电池电化学性能的角度出发,综述了凝胶聚合物电解质、全固态聚合物电解质和复合固态电解质中的离子输运机制及其关键参数,总结了近年来聚合物电解质的最新研究进展和未来的发展方向。     

Mn_3CoO_8复合纳米线改性PEO基全固态聚合物电解质

采用水热法和溶液浇铸法制备了复合纳米线-聚氧化乙(PEO)聚合物电解质。研究了不同纳米线的添加量对PEO基复合电解质表面形貌、离子电导率、电压窗口及循环稳定性的影响。研究表明,纳米线添加量在3%时性能最优,此复合固态电解质在60℃的离子电导率为9.1*10~(-5)S/cm,电压窗口达到4.7V,0.5C电流下循环100圈容量为143.7mAh/g,容量保持率达到96%。     

溶胶-凝胶法低温制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)及其复合电解质的中温燃料电池性能

以三氧化二钐、浓硝酸、硝酸铈铵、柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法低温(900℃)制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)(SDC),低于通常高温烧结温度(1400℃),并与(Li/K)_2CO_3共熔体进行复合。采用DSC-TGA确定制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)的烧结温度。XRD结果表明,(Li/K)_2CO_3与Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)复合后没有发生化学反应。SEM图像表明,SDC粒径均匀一致,(Li/K)_2CO_3作为SDC颗粒黏结剂均匀覆盖SDC颗粒表面。采用电化学工作站研究了复合电解质在400~600℃下干燥氮气气氛中的电导率。结果表明,温度为600℃时,复合电解质在干燥氮气气氛中的电导率达到最大值3.3×10~(-2)S/cm,高于单一二氧化铈材料在相同条件下的电导率。氧分压与电导率关系曲线表明,复合电解质具有良好的氧离子导电性。H_2/O_2燃料电池性能测试表明复合电解质Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(2-α)-(Li/K)_2CO_3(SDC-SG-LK)在600℃开路条件下的电解质阻抗、极化阻抗分别为3.13W·cm~2、0.81W·cm~2,最大输出功率密度为130m W/cm~2。     

三元复合CO_2强化泡沫体系的制备及性能研究

遇油消泡、高温失活等现象严重影响了泡沫流体在低渗油藏苛刻环境下的应用。采用Waring Blender法优选了性能良好的起泡剂QH-3,加入能提升泡沫稳定性的纳米SiO_2颗粒与聚合物PL-1,设计正交实验确定了0.5%发泡剂QH-3+0.2%聚合物稳定剂PL-1+0.3%纳米SiO_2颗粒的三元复合CO_2强化泡沫体系配方。对常规的QH-3泡沫体系与三元复合CO_2泡沫体系开展了性能测试。实验结果表明,三元复合CO_2强化泡沫体系具备良好的抗油耐温性能。在85℃下,含油饱和度65.18%,渗透率42.6×10^(-3)μm(-3)μm²的岩心中,注入0.8 PV时阻力因子可达114,显著优于常规泡沫体系,表现出较好的流量控制与封窜能力。     

PVA-CMC-KOH复合碱性固态电解质的制备及其在二次锌镍电池中的应用

采用聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和KOH为原料,通过溶液浇铸方法制备了性能良好的碱性固态聚合物电解质.通过考察电解质含水量、电导率与各组分的关系,得到其最佳配比为m(PVA):m(CMC):m(KOH)=3:1:6.采用DTA和CV技术考察了样品的热稳定性和电化学稳定性.碱性固态电解质在66℃的地方开始脱去自由水,在90℃后脱去束缚水(羟基结合水),350℃发生羟基缩合,分子内脱水.组装碱性固态电解质二次碱性锌镍电池,以不同电流密度2～10 mA/cm2充放电,在电压为1.93～1.95 V出现充电平台,在电压1.78～1.45V出现放电平台.以5 mA/cm2电流密度进行充放电循环10次,充电效率第10次达到92%,表明电解质具有良好的性能.     

复合电解质BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(2.9)–Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)的化学稳定性

采用溶胶―凝胶燃烧法制备BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_(2.9)(BCY)和Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)(GDC)粉末,并通过机械混合法制备不同摩尔比的BCY―GDC复合电解质粉末,在1 450℃烧结5 h获得BCY―GDC复合电解质。研究了复合电解质的化学稳定性及电化学性能稳定性。结果表明:BCY–GDC复合电解质在CO_2和沸水中的稳定性均高于单相BCY;当BCY―GDC复合电解质中的BCY摩尔分数小于70%时,试样在CO_2气氛和沸水中都具有良好的化学稳定性。基于BCY:GDC摩尔比为1:1的BCY―GDC复合电解质的单电池,在700℃工作20 h内的最大功率密度的稳定性高于基于BCY电解质的单电池。     

固相反应对钆掺杂二氧化铈和钇掺杂铈酸钡电解质电化学性能的影响

采用溶胶–凝胶燃烧法和机械混合法制备CeO2-BaCeO3、Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)-BaCeO3、CeO2-BaCe0.8Y0.2O3-δ(BCY)及GDC-BCY复合粉末,复合粉末中两相的摩尔比为1∶1,并在1550℃保温烧结5h。研究掺杂元素对掺杂CeO2与掺杂BaCeO3固相反应的影响,并研究了固相反应后GDC-BCY复合电解质的电化学性能。结果表明:掺杂元素能够抑制BaO的挥发,促使GDC-BCY复合电解质发生固相反应,形成以BaCe1-x-yGdxYyO3-α相为主的显微组织,其电导率大于单相BCY,略小于单相GDC。GDC-BCY电解质的单电池在700℃时的最大功率密度为0.657W/cm2,均高于相同条件下BCY、GDC电解质的单电池性能。     

LiTFSI-乙酰胺熔盐与聚丙烯膜复合的聚合物电解质的研究

二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂LiN(SO2CF3)2,即LiTFSI与乙酰胺形成的新型室温熔盐具有优良的电化学性质和热稳定性。以高强度的聚丙烯多孔薄膜为基体,制备了这种与熔盐体系复合的新型聚合物电解质,测试表明其具有良好热稳定性、电导率高等特点,室温电导率为0.27×10-3S/cm,60℃电导率为1.46×10-3S/cm。     

凝胶聚合物电解质的电化学性能

用化学交联法制备了凝胶聚合物电解质.聚烯烃多孔膜支撑的凝胶聚合物电解质具有优良的电化学性能, 室温电导率为1.01×10^-3S•cm^-1,锂离子迁移数为0.41,在Al电极上的氧化起始电位达到4.2 V以上.采用聚烯烃多孔膜支撑的凝胶聚合物电解质制备了聚合物锂离子电池,并研究了工艺条件对聚合物锂离子电池电化学性能的影响.研究的工艺条件包括：单体添加量和电极组合方式.优化后的聚合物锂离子电池具有良好的电化学性能,1 C放电容量为0.2 C放电容量的93.2%,经100次1 C循环后的剩余容量仍在80%以上.     

基于互穿网络技术构筑环境友好型聚合物电解质膜与电化学性能

利用互穿网络技术通过乳液聚合法制备环境友好型聚合物电解质膜,采用FTIR、XPS、SEM、TEM和TG等技术对样品结构和形貌进行表征;通过CV、EIS和充放电测试结果分析样品的电化学性能。结果表明：当m(AMPS):m(BA):m(AA):m(AN)=1:3:2:2时,互穿网络聚合物电解质膜的离子电导率为0.88mS/cm;聚合物膜的抗拉强度为7.53MPa,断裂伸长率为90.4%;聚合物膜的吸液量为150%,热收缩率为4%,表现出最佳的力学性能和电化学性能。该互穿网络聚合物电解质膜与目前锂离子电池主流的正负极材料具有较好的相容性,普适性较好。以LiCoO₂为正极,石墨为负极,0.2C倍率下,首次放电比容量分别为141.3mAh/g和347.1mAh/g,100次循环后容量保持率分别为94.8%和85.0%;2C倍率下,放电比容量为119.8mAh/g和239.0mAh/g。关键词：聚合物电解质膜;互穿网络技术;环境友好;锂离子电池     

BMIMBF_4/P(MMA-VBIMBr)凝胶型离子液体聚合物电解质的合成与性能

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐(VBIMBr)为单体,通过自由基溶液聚合制备了无规共聚物聚(甲基丙烯酸甲酯-1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐)[P(MMA-VBIMBr)],并以此聚合物为基体,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)为增塑剂,制备了BMIMBF4/P(MMA-VBIMBr)凝胶型离子液体聚合物电解质,采用红外光谱(FTIR)、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。结果表明,聚合物电解质膜具有优良的热稳定性和机械强度;当BMIMBF4/P(MMA-VBIMBr)质量配比为2时,离子电导率高达2.77×10-3S/cm(20℃),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。     

聚偏氟乙烯/氧化硅复合电解质在电致变色器件中的应用

通过控制无机陶瓷填料在电解质中的比例,制备出了有机/无机复合凝胶态电解质膜,用场发射扫描电镜和电化学工作站对其微观结构以及离子电导率进行了表征。结果表明,聚偏氟乙烯(PVDF)与二氧化硅(SiO_2)的质量比为92:8时,所制备的复合凝胶态电解质膜结构较好,电导率达到最大,为2.4 m S·cm~(-1)。将所制备的有机/无机复合凝胶态电解质膜结合喷涂法制备的钼掺杂WO_3电致变色薄膜组装成电致变色器件,对其性能进行了研究。结果表明PVDF:SiO_2=92:8的复合凝胶态电解质所组装的电致变色器件展现出优异的电致变色性能。