离子液体具有的溶解力强、电化学窗口宽、电导率高和循环使用等优点,使其不仅具有传统有机溶剂的优势,而且表现出许多比有机溶剂更加优异的性能。在电化学应用中,离子液体不仅可以作溶剂,同时可以作电解质,可循环回收利用,是真正的“绿色溶剂”。在有机高分子材料中引入离子液体,能制备出一类新型的聚合物功能材料——离子液体凝胶。与普通水凝胶相比,离子液体凝胶除具备水凝胶的网状结构和环境响应性外,离子液体本身良好的稳定性和较强的导电性赋予凝胶材料一些新功能。
目前,其应用形式主要为:直接用作液态电容器和电池的电解质,或加入锂盐作离子源;将室温离子液体引入机械性能良好的聚合物中形成离子液体聚合物电解质,使该聚合物电解质兼具离子液体和聚合物电解质的优点,从而也得到了广泛的研究与应用。离子液体凝胶由于高电导率、良好机械性能以及在很宽的温度范围和电化学窗口内稳定的特性,使它成为一种非常理想的凝胶电解质新材料。此外,离子液体凝胶在功能膜材料、生物传感器以及环境响应非水凝胶等方面各具特色,极大拓展了离子液体凝胶的应用范围。
虽然离子液体凝胶的研究已经有一定成果,但是目前离子液体凝胶的研究多集中在常压条件下,关于高压下离子液体凝胶的结构和性能的研究相对较少。与光、热、电、磁等物理外场一样,压强也是一种重要的外场因素,对物质的结构和性质均有很大的影响。(www.daowen.com)
另外,压强与温度、组分是任何研究体系中三个独立的物理参量,压强的作用是任何其他手段无法代替的。物质在几万大气压至上百万大气压等特殊环境下会出现许多新的物理现象,从而提出许多新的物理问题。一般而言,材料的熔点、玻璃化转变温度、晶化温度等热力学参数随着压强的升高而升高。可以预见,凝胶体系在高压下的凝胶过程、凝胶结构和性质将不同于在常压条件下。
本章以聚合物离子液体凝胶为研究对象,采用高压的方法对离子液体凝胶进行了制备,并与常压离子液体凝胶进行对比,研究高压对离子液体凝胶的凝胶结构和电化学性质的影响规律,以期获得高压制备性能优异的离子液体凝胶的方法和途径。
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