四氟硼酸螺环季铵盐的合成及其超级电容性能

以1,4-二溴丁烷、无水碳酸钾、吗啡啉为原料制得中间体溴代螺环季铵盐(SQA-Br),再与四氟硼酸在乙醇溶剂中通过离子交换法得到产物四氟硼酸螺环季铵盐(SQA-BF_4)。利用FTIR、LC-MS、NMR、TG表征产品的化学组成和热稳定性。结果表明,制得产品为目标产物SQA-BF_4,其热分解温度为382℃,具有良好的热稳定性。以产物SQA-BF_4作为电解质,活性炭作为电极,组装成超级电容器,测试其电化学性能并与常用的四乙基四氟硼酸铵(Et_4NBF_4)电解质进行对比。研究发现,SQA-BF4比Et_4NBF_4具有更加优异的电化学性能,以其作为电解质的超级电容器的电压窗口可达3.0 V,比电容可达18.5 F/g,能量密度高达83.4 W·h/kg。