理论教育 高压微结构调控纳米掺杂离子液体凝胶

高压微结构调控纳米掺杂离子液体凝胶

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:PVDF-HFP基离子液体凝胶具有较好的凝胶特性,且具有较高的相容性,在柔性电解质中应用普遍。并将不同掺杂比例的离子液体凝胶PVDF-HFP/[Bmim][BF4]@Al2O3在不同压强下制备,并研究了纳米掺杂和高压对PVDF-HFP基离子液体凝胶结构和性能的影响。高压制备的掺杂离子液体凝胶,随着压强的升高,凝胶的机械性能明显提高,电化学窗口和电导率略有升高。

高压微结构调控纳米掺杂离子液体凝胶

聚合物离子液体凝胶通过氢键、π-π共轭、范德华力等非共价键相互作用进行物理交联,而形成具有空间网络结构的凝胶,凝胶的形成过程和凝胶结构极易受到物理外场的影响。且聚合物离子液体凝胶的微相结构对其导电性能有重要的影响。因此,通过调控聚合物离子液体凝胶的微结构,有望实现对凝胶性能的改进与优化

PVDF-HFP基离子液体凝胶具有较好的凝胶特性,且具有较高的相容性,在柔性电解质中应用普遍。纳米氧化铝(Al2 O3)具有较多的微观形貌特征,且与离子液体相容性较好。因此,在聚合物离子液体凝胶中添加纳米材料,对凝胶的微观结构进行构筑,并通过高压对纳米掺杂的凝胶进行结构改性,有望提高其电化学性能。(www.daowen.com)

本节主要采用凝胶材料聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、离子液体([Bmim][BF4])和纳米氧化铝(Al2 O3),通过挥发溶剂制备了不同掺杂比例的PVDFHFP/[Bmim][BF4]@Al2 O3凝胶。并将不同掺杂比例的离子液体凝胶PVDF-HFP/[Bmim][BF4]@Al2O3在不同压强下制备,并研究了纳米掺杂和高压对PVDF-HFP基离子液体凝胶结构和性能的影响。研究发现:掺杂纳米氧化铝得到的掺杂纳米氧化铝凝胶,随着掺杂量的增加,凝胶的机械性能变差,电导率降低,但是电化学窗口明显升高。高压制备的掺杂离子液体凝胶,随着压强的升高,凝胶的机械性能明显提高,电化学窗口和电导率略有升高。这表明高压使掺杂离子液体凝胶变得更加密实,有效地提高了掺杂离子液体凝胶的机械性能。

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