均相Brønsted酸捕获剂全氟烷基磺酰亚胺内盐的研制

为实现对有机反应中均相Brønsted酸的有效捕获祸首,本文以三氟甲基磺酰胺为原料合成了含三氟甲基磺酰亚胺官能团(CF_(3)SO_(2)NHSO_(2))的全氟烷基磺酰亚胺内盐,其结构通过FT-IR,1HNMR,19FNMR手段进行表征。探究内盐分别在CH_(3)NO_(2)和CH_(3)CN这两种纯溶剂体系中对小分子均相Brønsted酸(CF_(3)SO_(3)H、CH_(3)SO_(3)H、H_(2)SO_(4)和对甲苯磺酸等)回收效能的研究。结果显示偶极离子对小分子均相Brønsted酸具有很好的循环回收效果。

双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂的制备及应用

概述了双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂的制备方法及应用。制备双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂的起始原料主要有双(三氟甲烷磺酰)亚胺、三氟甲基磺酰氯、三氟甲基磺酰氟、三氟甲磺酰胺、三氟甲磺酸钠,含锂化合物主要有LiOH、Li_(2)CO_(3)、LiHCO_(3)、LiH、Li_(3)N等。双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂主要用作锂离子电池、凝胶聚合物电池(GPEs)、Li-O_(2)电池、锂电池固体聚合物电池的电解质。

以二(三氟甲基磺酰)亚胺锂为基底的室温熔融盐电解质热学及电化学性质的比较研究

制备了一系列二 (三氟甲基磺酰 )亚胺锂 [Li N( SO2 CF3 ) 2 ,Li TFSI]与尿素及其衍生物形成的新型室温熔融盐电解质 ,并对其热学性质及电导率进行了比较研究 .受甲基取代基的影响 ,Li TFSI-甲基脲体系的共熔温度最低 ,为 -38℃ .Li TFSI-尿素体系的室温电导率最高 ,为 1 .74× 1 0 - 4 S/ cm,5 0℃电导率为 1 .2 4×1 0 - 3 S/ cm.

新型导电盐(三氟甲基磺酰)(三氟乙氧基磺酰)亚胺锂及其非水电解液的制备与性能

制备了一种新型含氟磺酰亚胺锂盐(三氟甲基磺酰)(三氟乙氧基磺酰)亚胺锂{Li[(CF3SO2)·(CF3CH2OSO2)N],Li[TFO-TFSI]}及其与碳酸乙烯酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)混合溶剂(3∶7,体积比)组成的非水电解液.采用核磁共振波谱(NMR)、红外光谱(IR)、质谱(MS)、元素分析(EA)和离子色谱(IC)等手段对合成锂盐Li[TFO-TFSI]进行了结构表征及纯度分析.通过差示量热扫描(DSC)和热重分析(TG)对Li[TFO-TFSI]及其电解液1.0 mol/L Li[TFO-TFSI]-EC/EMC(3∶7)的热学性质进行了表征.采用交流阻抗(EIS)、循环伏安(CV)、计时安培法及扫描电子显微镜(SEM)等对Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液的基础物化和电化学性质进行了表征.结果表明,Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液具有较好的电化学稳定性;在4.2 V(vs.Li/Li+)以下Al箔不发生腐蚀;室温下基于Li[TFO-TFSI]/碳酸酯电解液的Li/人造石墨和人造石墨/LiCoO2电池均保持较好的循环性能,特别是人造石墨/LiCoO2锂离子电池循环100周后,其比容量保持率明显高于相应的基于LiPF6/碳酸酯电解液体系的电池.

双(三氟甲基磺酰)亚胺钠基聚合物电解质在固态钠电池中的性能

采用简单的溶液浇铸法制备出由双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(Na TFSI)/聚氧乙烯(PEO)构筑的固态聚合物电解质(SPE),并针对其相转变、结晶性、热稳定性、电导率以及电化学稳定性等基础理化及电化学性质进行了系统表征。结果表明,Na TFSI/PEO([EO]/[Na+]=15)SPE具有相对高的电导率(σ≈10^(-3)S·cm^(-1),80°C)、高的耐氧化能力(4.86 V vs Na+/Na)和热稳定性高达350°C。电池测试结果表明,该Na TFSI基SPE不仅对金属钠电极能够呈现出优异的界面稳定性,而且在Na|SPE|NaCu_(1/9)Ni_(2/9) Fe_(1/3) Mn_(1/3)O_2电池中展现出良好的循环和倍率性能。

三氟甲基取代叔丁基亚磺酰亚胺的不对称aza-Morita-Baylis-Hillman反应

三氟甲基取代的N-叔丁基亚磺酰亚胺和α,β-不饱和羰基化合物在三乙烯二胺(DABCO)和Ti(O^(i)Pr)_(4)共催化下反应,实现了底物诱导的不对称aza-Morita-Baylis-Hillman反应,以高产率(49%~97%),高非对映选择性(dr>99/1)合成了一系列N-叔丁基亚磺酰基-α-甲亚基-β-三氟甲基-β-氨基酸酯产物。该产物经脱保护、关环可进一步转化为光学纯的α-甲亚基-β-三氟甲基-β-内酰胺类化合物,产物结构经^(1)H NMR、^(13)C NMR和HR-MS确证。

无水型双(全氟丁基磺酰)亚胺锂的合成与表征

以全氟丁基磺酰氟为原料,经胺化、成盐、中和、置换反应合成了无水型双(全氟丁基磺酰)亚胺锂。优化了双(全氟丁基磺酰)亚胺三乙胺盐的合成条件。较优的条件为:n(C4F9SO2NH2)∶n(C4F9SO2F):n(NEt3)=1:1.04:1.4,反应温度80℃,反应时间42h。在该条件下,反应收率可达99%以上,合成双(全氟丁基磺酰)亚胺锂的总收率为53.3%。通过FT-IR、1 H-NMR、MS和ICP等对中间体及最终产物进行了表征。

二(三氟甲基磺酰)亚胺锂的应用与制备

介绍了一种重要的有机氟化物——二(三氟甲基磺酰)亚胺锂的特性及其制法;叙述了它在有机合成和有机离子导体方面的应用;对近期国外报道的制备方法进行了工业生产的可行性分析。

硅基负载全氟丁基磺酰亚胺催化纤维素的水解

为了寻求一种有效的纤维素绿色化转化途径,以获取可再生能源或高附加值化工产品,采用新的耐水性固体酸,二氧化硅负载全氟丁基磺酰亚胺催化离子液体体系中纤维素水解,考察了时间、温度和催化剂用量等对反应产物的影响,结果表明：在120℃下,1.5～2 h内,主要产物5-羟甲基呋喃甲醛（HMF）和还原糖（TRS）分别获得29％和67％的产率,纤维素完全转化为水溶性产物.13C CP/MAS检测表明,这类固体酸酸性强于一般的固载磺酸,这有利于有效促进纤维素水解,以及进一步降解为5-羟甲基呋喃甲醛.固体酸循环使用三次,还原糖产率没有明显降低,表明该类催化剂具有一定的可循环使用性能,是一种高效、对环境友好的催化剂,对纤维素的绿色转化,有良好的应用前景.

双三氟甲基磺酰亚胺金属盐作为催化剂在有机合成中的应用研究进展

双(三氟甲基磺酰)亚胺金属盐作为新型超强Lewis酸催化剂有很好的热稳定性和对水稳定性。利用它的耐水性和可循环使用等特点可以大大简化合成反应的步骤,并有望克服环境污染问题,发展绿色化学。以双(三氟甲基磺酰)亚胺金属盐为催化剂,可以实现很多有机反应,包括酯化及硝化反应、Biginelli反应、Friedl a:nder反应和Diels-Alder反应以及5-取代-1H-四唑、二吲哚基甲烷、香豆素等的合成。综述了双(三氟甲基磺酰)亚胺金属盐催化的有机合成反应。同时,对其今后的发展与应用前景进行了展望。

三甲基氰基硅烷促进N-氟代双苯磺酰亚胺与硫醚的胺化反应

饱和碳上的C—H直接胺化是一类较难实现的反应,有相关研究证明N-氟代双苯磺酰亚胺(NFSI)在相关金属催化剂或者无催化剂存在下可以实现对饱和碳的胺化,而且利用N-氟代双苯磺酰亚胺(NFSI)与甲基芳基硫醚反应,能够得到甲基胺化产物,但产率较低(20%~56%).为了在此基础上进一步提高胺化的效率,我们开展一系列的研究后发现在反应混合物中加入有机硅试剂,协助中间体中氟离子离去,从而有利于反应更容易进行.研究表明,当加入三甲基氰基硅烷作为添加剂时,反应能够在较低的温度下(30℃)进行,并使大多数反应的产率大幅度提高(36%~69%).

双(多氟烷氧基磺酰)亚胺碱金属盐的合成、表征及锂盐电解液的性质

制备并表征了双（三氟乙氧基磺酰）亚胺{[N（SO2OCH2CF3）2]-, TFESI-}和双（六氟异丙氧基磺酰）亚胺（{N[SO2OCH（CF3）2]2}-, HFPSI-）2个阴离子的10种碱金属盐,并采用示差扫描量热仪（DSC）和热重分析仪（ TGA）研究了其相变行为和热稳定性。测试了LiTFESI和LiHFPSI与碳酸乙烯酯（ EC）/碳酸甲乙酯（EMC）（3：7,体积比）组成的电解液的电导率、氧化电位及对铝箔的腐蚀性。结果表明,所制备的碱金属盐均具有较高的纯度和热分解温度（＆gt;200℃）及较低的熔点（117~211℃）； LiTFESI-EC/EMC和LiHFPSI-EC/EMC电解液均具有较高的电导率和氧化电位,并对铝箔具有良好的钝化性能,有可能作为锂离子电池的导电盐或添加剂。

二(三氟甲基磺酰)亚胺锂对磷酸铁锂正极高温行为的影响

系统研究了电解质锂盐对磷酸铁锂电极高温性能的影响,并探讨了相关的作用机理.差示扫描量热仪测试显示,与LiPF6相比,二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和LiBF4具有对水份稳定且热稳定性好的优点,更适合高温条件下使用.应用等离子体发射光谱考察LiFePO4在55℃和不同电解液体系中铁离子溶出程度,结果表明,在LiTFSI和无氟锂盐电解液中LiFePO4的铁很少溶出,而在LiPF6电解液中却溶出严重,且FePO4的铁溶出量高于LiFePO4.循环伏安和光学显微镜测试结果显示少量LiBF4的加入能有效抑制LiTFSI对集流体铝箔的腐蚀.以LiTFSI和LiBF4作为混合锂盐配成的电解液能显著改善LiFePO4/Li电池的高温电化学性能,在55℃和1 C倍率下循环40次后放电比容量达147.7 mAh/g.

双(三氟甲基磺酰)亚胺锂的合成与表征

以三氟甲基磺酰氯为原料,经胺化、成盐、酸碱中和、复分解置换反应合成了无水双(三氟甲基磺酰)亚胺锂。通过研究温度、溶剂、反应时间、氨气通入速率等对反应产率的影响,优化了三氟甲基磺酰胺与双(三氟甲基磺酰)亚胺钾的合成条件。得到三氟甲基磺酰胺的最优合成条件为以乙腈为溶剂,氨气通入速度为0.8 m L/min,反应时间为1 h,反应温度为-10^-5℃;双(三氟甲基磺酰)亚胺钾的最优合成条件为反应时间3 h,反应温度-10^-5℃。利用FT-IR、13C-NMR和ICP对中间产物与最终产物进行了表征。双(三氟甲基磺酰)亚胺锂的产率为72.65%。

含三氟甲基吡啶酰胺结构的N-氰基磺酰亚胺衍生物的合成及生物活性

采用活性亚结构拼接法,设计合成了系列新型含三氟甲基吡啶酰胺结构的N-氰基磺酰亚胺类衍生物,其结构经1H NMR、13C NMR、19F NMR和HRMS进行了表征.评估了它们对柑橘溃疡病菌(Xanthomonas axonopodis pv.citri)、烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)和水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)的杀菌活性及对小菜蛾(Plutella xylostella)的杀虫活性.结果表明,部分化合物表现出了良好的抗菌活性和中等的杀虫活性.其中,在200 mg/L质量浓度下,3-氯-(2-(N-氰基-S-(3,4-二氟苄基)磺酰亚胺酰基)乙基)-5-(三氟甲基)吡啶酰胺(G10)对柑橘溃疡病菌、烟草青枯病菌和水稻白叶枯病菌的抑制率分别为67%、53%和48%,3-氯-(2-(N-氰基-S-(2,5-二氟苄基)磺酰亚胺酰基)乙基)-5-(三氟甲基)吡啶酰胺(G17)对柑橘溃疡病菌的抗菌活性为69%,(2-(S-(2-溴-4-氟苄基)-N-氰基磺酰亚胺基)乙基)-3-氯-5-(三氟甲基)吡啶酰胺(G14)对水稻白叶枯病菌的抑制率为49%.在100 mg/L时,(2-(S-(4-溴-2-氟苄基)-N-氰基磺酰亚胺基)乙基)-3-氯-5-(三氟甲基)吡啶酰胺(G1)、3-氯-(2-(N-氰基-S-(3-氟苄基)磺酰亚胺基)乙基)-5-(三氟甲基)吡啶酰胺(G7)、3-氯-(2-(N-氰基-S-(2,4-二氟苄基)磺酰亚胺酰基)乙基)-5-(三氟甲基)吡啶酰胺(G8)和G10也有中等的杀菌活性,在测试浓度下,部分化合物的活性略高于对照药剂或与之相当.此外,在500 mg/L时,化合物G10和3-氯-(2-(N-氰基S-(4-异丙基苄基)磺酰亚胺基)乙基)-5-(三氟甲基)吡啶酰胺(G11)对小菜蛾的致死率分别为77%和70%.

混合盐电解液对锂离子电容器性能的影响

优化电解液配方可提高锂离子电容器的性能。以六氟磷酸锂(LiPF_(6))和离子导电性好、热稳定性高的双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)为溶质,碳酸乙烯酯(EC)/碳酸二甲酯(DMC)/碳酸甲乙酯(EMC)(体积比1∶1∶1)为溶剂,配制锂离子电容器电解液。调控LiTFSI的添加量,研究LiPF_(6)和LiTFSI混合盐电解液对镍钴锰酸锂(LiNi_(0.5)Co_(0.3)Mn_(0.2)O_(2))+活性炭(AC)/硬碳(HC)锂离子电容器性能的影响。通过循环伏安、线性伏安、交流阻抗和充放电等测试,比较各电解液体系中锂离子电容器的比容量、循环稳定性等性能。与LiPF_(6)电解液相比,LiTFSI的加入可提高电解液的导电性和电压窗口,改善器件的容量发挥和循环稳定性。当LiTFSI添加量为0.2 mol/L时,锂离子电容器的比能量和比功率最高,以5.0 C倍率在2.5~4.0 V循环5000次后,容量保持率达91.3%。

新型固态聚合物电解质在锂硫电池中的性能研究

本工作采用(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亚胺锂{Li[(FSO2)(CF3SO2)N],Li FTFSI}和聚氧乙烯(PEO)分别作为导电锂盐和聚合物主链,通过简单的溶液浇铸法制备了新型固态聚合物电解质(SPEs),并采取示差扫描量热(DSC)、热重(TGA)、线性扫描伏安(LSV)、交流阻抗(EIS)和恒电位直流(DC)极化等方法研究了Li FTFSI/PEO(EO/Li^+摩尔比为16)电解质的理化性质和电化学性质。结果表明,Li FTFSI/PEO电解质具有较高的室温离子电导率(σ≈10^(-5) S/cm),较高的氧化电位(4.63 V vs.Li/Li^+),并且耐热温度高达256℃。锂硫电池测试结果表明,该类SPEs展现出相对高的首周放电比容量(881 m A·h/g),有效地抑制了多硫离子的"穿梭效应",表现出良好的电池循环性能。

苯并三氮唑离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的腐蚀性及摩擦学性能研究

为了抑制传统离子液体的金属腐蚀性,本文中合成了系列苯并三氮唑离子液体;研究了此类离子液体的物化性质、热稳定性和对钢的腐蚀性;在SRV摩擦磨损试验机上采用钢/钢摩擦副考察了室温和高温条件下此类离子液体的摩擦学性能;采用SEM和XPS对磨斑表面的进行了分析.结果显示:苯并三氮唑离子液体与含有相同阴离子的咪唑类离子液体相比,热稳定性略有下降,但在钢/钢摩擦副条件下其减磨抗磨性能占优,因此推断此类离子液体良好的抗磨性能归因于其对钢无腐蚀性.

锂离子二次电池电解质研究进展

介绍了各种不同锂离子二次电池锂盐电解质,对不同的锂盐电解质,尤其是六氟磷酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰亚胺)锂,进行了热稳定性、化学稳定性、电化学性能等以及在锂离子电池中的使用情况等的分析和对比,并介绍了其电解质锂盐的制备方法;最后对其今后发展方向及前景进行了展望。

PMMA基凝胶聚合物电解质在石墨/LiNi_(0.8)Mn_(0.1)Co_(0.1)O_(2)电池中的研究

凝胶聚合物电解质(GPE)是当前最具商业化应用前景之一的准固态电解质,可以缓解甚至解决锂离子电池存在的漏液、挥发、燃烧等潜在安全问题。本文通过高温原位固化技术制备了一种以甲基丙烯酸甲酯为单体、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂、双(氟磺酰)亚胺锂为导电盐、碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯混合溶剂为增塑剂的GPE。通过热重分析对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基GPE的热力学性质进行了表征,采用计时安培法和电子扫描显微镜研究了PMMA基GPE对Al集流体的稳定性。研究结果表明,PMMA基GPE在室温拥有较高的电导率,达到6.61 mS/cm,同时可以将碳酸酯电解液的挥发温度由100.3℃提高至138.1℃。PMMA基GPE在高电位下对Al箔显示出良好的稳定性,4.3 V vs.Li/Li+以下不会发生铝箔腐蚀,而且在商用石墨/LiNi_(0.8)Mn_(0.1)Co_(0.1)O_(2)软包电池中展现出良好的循环稳定性和容量保持能力,循环1000次后容量保持率为93.4%。