固体有机物合成的低温共熔溶剂的研究及其对纤维素的溶解

对固体有机物尿素、己内酰胺、乙酰胺以不同配比制备的尿素/己内酰胺、尿素/乙酰胺和乙酰胺/己内酰胺3种低温共熔溶剂进行了研究,并考察了其物理化学性质（熔点、电导率等）.结果表明,随着物质的量比的不同,低共熔溶剂的熔点不同,最佳物质的量比分别为1∶3、1∶2和1∶1,在最佳物质的量比下的熔点分别为30℃、48℃和18℃.低温共熔溶剂的电导率在10-4～10-5 S/m数量级,随温度的升高,电导率增加,电导率与温度符合Arrhenius方程.IR测试结果显示,固体有机物各自分子内的氢键消失,形成了新的氢键.初步探讨了纤维素在3种体系中的溶解性能,结果显示,3种溶剂对纤维素有一定的溶解能力.通过分析得出,该类共熔体溶剂为酰胺类溶剂,主要通过其羰基上的氧原子和氨基上的氮原子与纤维素上的羟基形成氢键.IR和XRD测试结果表明,纤维素和再生纤维素有相似的结构,但纤维素的晶型从Ⅰ型转变为Ⅱ型.

锂离子电池低温电解液的挑战及研究进展

近年来,锂离子电池(LIB)已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、储能领域,是目前最有前景的新能源应用技术之一。然而低温条件下,LIB仍面临循环寿命和能量/功率密度衰减过大等诸多挑战,严重限制了其在极端工况下的实际应用。其主要原因包括:Li+在电极材料中的扩散及其界面处的电荷传递和去溶剂化过程较为缓慢;电解液粘度增大,对材料和隔膜的润湿性变差;石墨负极嵌锂时容易形成锂枝晶等。基于多年来低温锂离子电池的开发经验和相关文献报道,从电解液的角度综述了提高低温锂离子电池的策略,重点介绍了低粘度、宽液程的共溶剂,高电导率、低去溶剂化能的新型锂盐以及形成薄且致密固体电解质中间相(solid electrolyte interphase,SEI)的成膜添加剂对低温性能的影响及其挑战,并对未来低温电解液的发展方向进行了展望。

低温共熔溶剂[ChCl][Urea]_n的合成及其性能研究实验

开设研究型综合实验是培养高素质技能型、创新型人才的有效途径。设计了"低温共熔溶剂[ChCl][Urea]n的合成及其性能研究实验"。采用红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了确证,考查了低温共熔溶剂[ChCl][Urea]n的组成与黏度的关系。该实验集合成、波谱分析、性能测试于一体,可以作为大学低年级化学开放实验或准研究性实验,也可作为高年级的研究型综合实验。

低温共熔溶剂[ChCl][CrCl_3·6H_2O]_2室温催化酯化反应

以氯化胆碱(ChCl)与金属氯化物合成的一系列低温共熔溶剂(DES)为催化剂,以正丁醇和乙酸的酯化反应为模板反应,通过气相色谱研究了其催化产率。经过条件优化,低温共熔溶剂[ChCl][CrCl_3·6H_2O]_2催化乙酸和丁醇反应的产率可达到93%。对酯化体系进行简单处理,回收的低温共熔溶剂(DES)仍有较高的催化活性,可重复利用。与传统的无机酸催化剂相比,DES催化酯化反应具有以下优点:催化活性高,能够高效高选择性的合成有机酯;DES的合成简单,成本低廉;酯化反应可以在室温下进行;DES可以重复使用。

由科研开发的综合化学实验:三乙胺/水杨酸新型低温共熔溶剂的合成、表征与性能

结合科研实践,设计合成了三乙胺/水杨酸新型低温共熔溶剂[TEA][OHBA]_2,采用红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了确证,测定了其理化性能(热稳定性、荧光性、黏度和密度),并揭示了[TEA][OHBA]_2的形成及其特性源于三乙胺与水杨酸分子间形成了氢键的机理。低温共熔溶剂[TEA][OHBA]_2在环境分析和医药领域具有广阔的应用前景。该实验移植于科研,集化学合成、结构表征、性能测试于一体,具有前沿性、交叉性、综合性、应用性、研究性。开设该实验能够提高综合化学实验水平和学生实验兴趣,有利于学生创新意识的培养和综合能力的提高。