四氟硼酸锂在锂离子电池中的电性能研究

锂离子电池电解质四氟硼酸锂由于具有良好的热稳定性,对环境水分不太敏感而成为锂离子电池电解质研究的热点。本文将四氟硼酸锂与人造石墨、三元正极材料、磷酸铁锂三种不同的电池材料装配成半电池,采用倍率、循环寿命、高低温电性能等测试,探讨四氟硼酸锂与这三种电池材料的适配性。通过测试发现LiBF4有良好的电化学性能,在三元材料、磷酸铁锂、人造石墨等常见的正负极材料体系中均能够使用,此外LiBF4更适用于磷酸铁锂电池。

四氟硼酸二氟氧硼二苯基锍的合成及应用

用三氟化硼与二苯亚砜反应,合成四氟硼酸二氟氧硼二苯基锍。采用红外光谱、紫外光谱、19 F NMR对产物的结构进行表征,测试了其电导率和热稳定性。结果表明,四氟硼酸二氟氧硼二苯基锍为离子型化合物,在-70℃至45℃为稳定液体,使用四氟硼酸二氟氧硼二苯基锍引发了四氢呋喃和环氧丙烷的开环共聚反应。

烷基咪唑四氟硼酸盐离子液作为润滑剂的摩擦学性能

制备了烷基咪唑四氟硼酸盐离子液并考察了其作为钢 /钢、钢 /铝、钢 /铜、钢 /单晶硅、钢 /陶瓷及陶瓷 /陶瓷等摩擦副的润滑剂时的摩擦学性能 .结果表明 ,离子液润滑下的摩擦系数极低 ,其抗磨减摩性能优于膦嗪及全氟聚醚等添加剂 。

离子液体的阴离子三氟乙酸根、硫氰酸根、四氟硼酸根和三氟甲磺酸根的离子对色谱-直接电导检测法分析

建立了同时测定离子液体的阴离子三氟乙酸根、硫氰酸根、四氟硼酸根和三氟甲磺酸根的反相离子对色谱-直接电导检测方法。采用Diamonsil C18分离柱,以离子对试剂-苹果酸-乙腈水溶液为流动相,从流动相组成和色谱柱温度两方面讨论并确定了优化的色谱条件,即以0.15 mmol/L氢氧化四丁铵-0.099 mmol/L苹果酸-20%(v/v)乙腈混合水溶液(pH 6.5)为流动相,柱温25℃。在此条件下,三氟乙酸根、硫氰酸根、四氟硼酸根和三氟甲磺酸根离子均达到基线分离,且不受其他常见阴离子氟离子、氯离子、溴离子、硝酸根、硫酸根的干扰。三氟乙酸根、硫氰酸根、四氟硼酸根和三氟甲磺酸根离子的检出限(信噪比为3)分别为0.21、0.07、0.36、0.12 mg/L。将方法应用于测定离子液体中三氟乙酸根、硫氰酸根、四氟硼酸根和三氟甲磺酸根离子,加标回收率为95.0%～104.6%。该法简便、快速、灵敏度较高,可满足离子液体样品的检测要求。

四氟硼酸锂的热分解动力学

通过热重(TG)及微商热重曲线(DTG)分析技术研究LiBF4的非等温和等温热分解情况.结果表明,两种情况下得到的表观活化能Ea与反应级数n的一致性均较好.以等温热分解所得指前因子A和按碰撞理论计算LiBF4的分子半径r,所得结果与实验值相符,表明LiBF4的热分解反应基本符合碰撞理论模型,同时也验证了lnA具有较高的可信度.

乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐物系汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer汽液平衡釜测定了乙酸乙酯-乙醇-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([omim]BF_4)三组分物系的等压汽液相平衡数据。采用NRTL方程对实验数据进行了关联,得到方程参数,活度系数的计算值与实验值的偏差为3.12%。实验结果表明,加入[omim]BF_4使汽液平衡线偏离乙酸乙酯-乙醇二组分物系的汽液平衡线,[omim]BF_4含量越大,偏离程度越大;[omim]BF_4具有明显的盐析效应,能够增大乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度;当x([omim]BF_4)为10%时,乙酸乙酯-乙醇物系的共沸点消失,随[omim]BF_4含量的增加,乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度增加。

微波辐射一锅法合成1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体

以N-甲基咪唑为原料,微波辐射一锅法合成了1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体,其结构经1HNMR和IR表征。

乙酸乙酯-乙醇-1-乙基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa 下,用改进的 Othmer 釜测定了含离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF_4)的乙酸乙酯-乙醇物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[EMIM]BF_4使汽液平衡线偏离乙酸乙酯-乙醇二组分物系的汽液平衡线,[EMIM]BF_4含量越高,偏离程度越大;[EMIM]BF_4表现出盐效应,使乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度发生改变,消除了乙酸乙酯-乙醇物系的共沸点;[EMIM]BF_4含量越高,盐效应越明显,随[EMIM]BF_4含量的增加,乙酸乙酯对乙醇的相对挥发度增加。[EMIM]BF_4可以作为乙酸乙酯-乙醇物系萃取精馏的溶剂,适宜的[EMIM]BF_4摩尔分数约为20%。

紫外光谱法检测甲醇中四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑的含量

用N-甲基咪唑和氯代正丁烷反应,合成了作为室温离子液体中间体的氯化1-甲基-3-丁基咪唑。以丙酮为溶剂,用四氟硼酸钠和氯化1-甲基-3-丁基咪唑合成了四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑室温离子液体。测定了离子液体的最大吸收波长,并且绘制了标准工作曲线。结果表明,在实验试剂用量范围内,离子液体在波长225 nm附近的吸光度与浓度呈线性关系,其线性相关系数为0.995。说明用紫外光谱法检测甲醇中离子液体含量简单、快速且测定结果准确可靠。

四氟硼酸改性活性炭的制备及其吸附脱除二苯并噻吩性能

采用浸渍法制备了四氟硼酸(HBF4)改性活性炭,并研究了其对模拟油中二苯并噻吩(DBT)的吸附脱除性能。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示热分析仪(TG-DTA)、X射线光电子能谱(XPS)以及N2吸附技术对吸附剂的表面态和孔结构进行了表征,考察了四氟硼酸浓度、热处理温度以及模拟油中DBT浓度对吸附脱硫效果的影响。结果表明,经质量分数0.5%的HBF4溶液浸渍、140℃热处理后,在剂油比1∶100条件下,活性炭的吸附容量为352 mg/g,较未改性活性炭提高了72.5%。

微波法合成离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的研究

由1-甲基咪唑和溴代正丁烷通过微波法合成了中间体溴化1-丁基-3-甲基咪唑,考察了微波功率和反应时间对此步反应产率的影响。中间体经阴离子交换,得到标题化合物。产物的结构和纯度通过IR1、HNMR和离子选择电极表征。

四氟硼酸螺环季铵盐混合型离子液体电解液的制备和电化学性质研究

采用一种新型的有机电解质盐四氟硼酸螺环季铵盐[(C4H8)2N][BF4],与1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐离子液体([Bmim][PF6])以不同摩尔比混合形成了离子液体基电解液,以活性炭为电极,组装成超级电容器,通过循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试方法来研究其电化学性能.结果表明,超级电容器具有良好的电容特性、可逆性及循环特性,且电化学窗口可以达到4.8 V,是一种具有应用潜力的超级电容器电解液.

三氟乙酸离子液体/四氟硼酸螺环季铵盐混合电解液的超级电容性质研究

采用两步法合成功能化离子液体1-甲基-3-丁基咪唑三氟乙酸盐离子液体([Bmim][CF_3CO_2]),并将其与有机电解质四氟硼酸螺环季铵盐([(C_4H_8)_2N][BF_4])组成不同浓度配比的新型混合电解液。采用活性炭为电极,组装成超级电容器,通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法对其电化学性能进行了研究。结果显示:混合电解液的浓度为2.06 mol/L时的性能最优,这种新型的混合电解液25℃时电导率为3.99×10^(–3) S/cm,电化学窗口可达2.7 V,内阻0.96?,经过1 000次充、放电循环后仍可保留98%的初始比电容,说明该混合电解液具有突出的电化学性能和巨大的市场应用潜力。

四氟硼酸N-正丁基吡啶室温离子液体在甲醇中含量的测定

用吡啶和氯代正丁烷反应，合成了作为室温离子液体中间体的氯化N-正丁基吡啶。以丙酮为溶剂，用四氟硼酸钠和氯化N-正丁基吡啶合成了四氟硼酸N-正丁基吡啶室温离子液体。同时用紫外光谱法测定了在有机溶剂甲醇中四氟硼酸N-正丁基吡啶室温离子液体的含量。结果表明，离子液体的最大吸收波长为259nm，且吸光度与浓度呈线性关系，其线性相关系数为0．99576。其回收率在99．9％～100．3％。

室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的制备及其在有机合成中的应用

目的采用无溶剂微波法制备室温离子液体1丁基3甲基咪唑四氟硼酸盐,并以其作反应溶剂和催化剂合成乙酸苄酯。方法在家用微波炉中间歇式加热。结果与结论在家用微波炉中采用无溶剂、间歇加热方式制备得到1丁基3甲基咪唑四氟硼酸盐,该法反应时间短、收率高;通过引入室温离子液体作为溶剂和催化剂,实现了由醋酸钠与氯苄在相对温和条件下及较短的反应时间内微波法合成了乙酸苄酯,并获得较高收率。

异丙醇-水-1-辛基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-辛基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([OMIM]BF4)的异丙醇-水物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,加入[OMIM]BF4摩尔分数为10%时异丙醇-水二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,[OMIM]BF4摩尔分数分别为20%和30%时,偏离程度越大;[OMIM]BF4表现出盐效应,使异丙醇对水的相对挥发度发生改变,消除了异丙醇-水物系的共沸点;[OMIM]BF4摩尔分数越大,盐效应越明显,随着[OMIM]BF4摩尔分数的增加,异丙醇对水的相对挥发度增加。[OMIM]BF4可以作为异丙醇-水物系萃取精馏的溶剂,适宜的[OMIM]BF4摩尔分数为20%。用NRTL模型对数据进行了关联,关联的结果和实验计算值差不多,符合实验趋势。

甲醇-苯-l-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐物系汽液平衡的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了甲醇-苯-1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)物系的等压汽液平衡数据;采用UNIFAC方程对实验数据进行了关联。实验结果表明,加入离子液体[OMIM]BF4使汽液平衡线偏离甲醇-苯二组分物系的汽液平衡线,[OMIM]BF4含量越大,偏离程度越大。[OMIM]BF4具有明显的盐析效应,能增大甲醇与苯的相对挥发度,随[OMIM]BF4含量的增加,甲醇与苯的相对挥发度增加,当x([OMIM]BF4)=30%时,甲醇-苯物系的共沸点消失。[OMIM]BF4可作为甲醇-苯物系萃取精馏的溶剂。

聚吡咯四氟硼酸根离子化学传感器的研究

本文用循环伏安法研究了在BF_4^-体系中Pt盘电极上修饰聚吡咯的条件,掺杂BF_4^-聚吡咯化学传感器的电化学性质。所制电极对BF_4^-呈Nernst电位响应,线性范围为1.0×10^(-2)～1.0×10^(-4)mol/L。它是一种新型的BF_4^-离子化学传感器。

异丁醇-水-1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐物系等压汽液平衡数据的测定

在101.32 kPa下,用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸咪唑盐([BMIM]BF4)的异丁醇-水物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明,当[BMIM]BF4的摩尔分数为10%时异丁醇-水二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,[BMIM]BF4摩尔分数为20%,30%时,偏离程度越大;[BMIM]BF4表现出盐效应,使异丁醇对水的相对挥发度发生改变,消除了异丁醇-水物系的共沸点;[BMIM]BF4含量越大,盐效应越明显,随着[BMIM]BF4含量的增加,异丁醇对水的相对挥发度也随着增加。[BMIM]BF4可以做为异丁醇-水物系萃取精馏分离的有机盐,适宜的[BMIM]BF4摩尔分数为20%。

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的量子化学研究

采用量子化学的从头算(abinitio)和密度泛函(DFT)方法,在6311++G计算水平上研究了离子液体1乙基3甲基咪唑四氟硼酸盐在气相模型下的离子对结构.经振动分析得到了离子对的红外谱,并利用自然键轨道(NBO)分析了阴阳离子与离子对的电荷布居差异.计算结果表明,离子对中存在氢键等弱相互作用.运用Counterpoise方法消除基组重叠误差,得到阴阳离子间的相互作用能为346.78kJ/mol.