描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122331830丛书名: 教育部、财政部职业院校教师素质提高计划成果系列丛书
第1章 绪论/1
1.1 课题研究的目的和意义/ 1
1.2 重金属污染/ 2
1.2.1 重金属污染的危害/ 2
1.2.2 电化学传感器检测重金属离子/ 3
1.3 离子液体概述/ 4
1.3.1 离子液体的定义/ 4
1.3.2 离子液体的特性/ 5
1.3.3 离子液体的分类及特征/ 5
1.3.4 离子液体的合成方法/ 8
1.4 离子液体电解液/ 9
1.4.1 咪唑阳离子类离子液体液态电解液/ 9
1.4.2 脂肪族链状季铵阳离子类离子液体液态电解液/ 11
1.4.3 吡咯和哌啶阳离子类离子液体液态电解液/ 12
1.4.4 吡唑阳离子类离子液体液态电解液/ 13
1.5 离子液体聚合物复合电解质/ 13
1.5.1 以PEO 为基体的离子液体聚合物电解质/ 13
1.5.2 以P（VdF-HFP）为基体的离子液体聚合物电解质/ 16
1.5.3 其他聚合物基体的离子液体-聚合物电解质/ 17
1.6 本书的主要研究内容/ 19
第2章 实验材料与实验方法/20
2.1 实验材料和化学试剂/ 20
2.2 实验仪器与设备/ 21
2.3 样品制备/ 21
2.3.1 离子液体的制备/ 21
2.3.2 电解质的制备/ 22
2.3.3 电极的制备/ 23
2.3.4 扣式电池的组装/ 23
2.3.5 非阻塞实验电池的组装/ 24
2.3.6 Bi2O3@石墨烯材料制备及工作电极修饰/ 24
2.4 物理性能表征/ 24
2.4.1 扫描电子显微镜/ 24
2.4.2 差示扫描量热法/ 25
2.4.3 燃烧实验/ 25
2.4.4 X射线衍射/ 25
2.4.5 X射线光电子能谱/ 25
2.4.6 傅里叶变换红外光谱/ 26
2.5 电化学性能表征/ 26
2.5.1 电化学稳定窗口/ 26
2.5.2 电导率/ 26
2.5.3 锂离子迁移数/ 26
2.5.4 循环伏安/ 27
2.5.5 电化学阻抗谱/ 27
2.5.6 恒流充放电/ 28
2.5.7 阳极溶出伏安法测定重金属离子/ 28
第3章 离子液体电解液的研究/29
3.1 离子液体的结构与物理性能/ 29
3.1.1 离子液体的结构/ 29
3.1.2 离子液体的物理性能/ 30
3.2 离子液体的电化学性能/ 31
3.2.1 离子电导率/ 31
3.2.2 电化学稳定窗口/ 32
3.3 离子液体电解液的制备及其电化学性能/ 33
3.3.1 离子液体电解液的制备/ 33
3.3.2 离子液体电解液的电化学性能/ 34
3.4 离子液体电解液的应用研究/ 40
3.4.1 锂盐浓度的影响/ 40
3.4.2 离子液体电解液与正极LiCoO2的相容性/ 43
3.4.3 离子液体电解液与正极LiFePO4的相容性/ 46
3.4.4 离子液体电解液与负极Li4Ti5O12的相容性/ 49
3.4.5 离子液体电解液与石墨（MAGD）负极的相容性/ 52
3.5 本章小结/ 54
第4章 添加剂及其作用机理研究/55
4.1 添加剂VC对LiCoO2正极材料性能的影响/ 55
4.1.1 添加剂VC对LiCoO2正极材料循环性能的影响/ 55
4.1.2 添加剂VC含量对LiCoO2正极材料循环性能的影响/ 57
4.1.3 添加剂VC对倍率性能的影响/ 60
4.2 添加剂VC对LiCoO2正极材料的作用机理研究/ 64
4.2.1 LiCoO2正极的表面形貌/ 64
4.2.2 “Li/LiCoO2”交流阻抗研究/ 67
4.2.3 LiCoO2极片的XPS分析/ 68
4.2.4 LiCoO2极片的FT-IR分析/ 72
4.3 本章小结/ 73
第5章 EMIPF6-P(VdF HFP)离子液体凝胶聚合物电解质的研究/75
5.1 EMIPF6-P（VdF-HFP）离子液体凝胶聚合物电解质的制备/ 75
5.2 EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的性质/ 76
5.2.1 EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的形貌/ 76
5.2.2 EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的热性能/ 77
5.2.3 EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE 的电化学性能/ 79
5.3 EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的导电行为/ 83
5.3.1 自由体积理论/ 83
5.3.2 logσ～1000/T曲线的讨论/ 85
5.4 EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE在Li/LiFePO4中的应用/ 86
5.4.1 循环伏安行为/ 86
5.4.2 充放电性能/ 87
5.4.3 倍率性能/ 88
5.4.4 LiFePO4电极/电解质界面性质/ 89
5.5 EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE 在Li/Li4Ti5O12中的应用/ 91
5.5.1 循环伏安行为/ 91
5.5.2 循环性能/ 92
5.5.3 倍率性能/ 93
5.5.4 Li4Ti5O12电极/电解质界面性质测试/ 94
5.6 本章小结/ 95
第6章 EMITFSI-P（VdF-HFP）离子液体凝胶聚合物电解质的研究/97
6.1 EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的制备/ 97
6.2 EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的性质/ 98
6.2.1 EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的形貌/ 98
6.2.2 EMITFSI-P（VdF-HFP）离子液体凝胶聚合物电解质的热性能/ 99
6.2.3 EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的结构/ 100
6.2.4 EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的电化学性能/ 100
6.3 EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE在Li/LiFePO4中的应用/ 105
6.3.1 循环伏安行为/ 105
6.3.2 循环充放电性能/ 106
6.3.3 阻抗研究/ 107
6.4 EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE在Li/Li4Ti5O12中的应用/ 108
6.4.1 循环伏安行为/ 108
6.4.2 循环充放电性能/ 109
6.4.3 阻抗研究/ 111
6.5 3种离子液体基电解质性能的综合对比/ 111
6.6 本章小结/ 113
第7章 阳极溶出伏安法检测药物中铅和镉/115
7.1 修饰材料的表征/ 115
7.2 测试条件优化/ 116
7.2.1 pH 值对Pb2 和Cd2 溶出峰电流的影响/ 116
7.2.2 富集电位对Pb2 和Cd2 溶出峰电流的影响/ 117
7.2.3 富集时间对Pb2 和Cd2 溶出峰电流的影响/ 118
7.3 线性范围、检出限和重现性/ 118
7.4 干扰实验/ 119
7.5 本章小结/ 120
结论/121
参考文献/124
锂离子电池以其工作电压高、比能量大、循环寿命长、污染小等优点，成为电动车（electric vehicle，EV） 和混合电动车（hybrid electric vehicle，HEV）的主流动力电源之一。但是锂离子电池电解液中的有机溶剂有毒、易挥发、燃点低，并参与电池内部的热分解反应，给电池的安全带来隐患。因此，安全无毒的新型电解液体系亟待开发。离子液体以其无挥发性、不可燃、电导率高、电化学稳定窗口宽等优点，有望取代传统的有机电解液，以解决锂离子电池的安全性问题。铅（Pb）和镉（Cd）是人类生活中经常接触到的重金属。铅对人体主要造成骨髓造血系统和神经系统两方面的危害，即使低含量的铅也会导致儿童的生长发育缓慢与智力发育受损。镉会导致骨骼病变进而引发“痛痛病”，还会增加肺癌发病率及具有明显的生殖毒性。阳极溶出伏安法（anodic stripping voltammetry，ASV）灵敏度高、使用仪器简单、成本低，在重金属元素测定方面得到了广泛的应用。早期的检测常用汞膜修饰电极，但汞本身毒性强、易挥发，因此寻找汞膜电极的替代者，用于食品和药品中重金属的检测意义重大。
本书从离子液体的物理化学性能及其与电极材料的相容性等方面研究了一系列含离子液体的锂离子电池电解质。考查了含离子液体1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸（BMIBF4）、1-甲基-3-丁基咪唑二（三氟甲基磺酰）亚胺（BMITFSI）、1-甲基-3-乙基咪唑二（三氟甲基磺酰）亚胺（EMITFSI）型电解质与正极材料（LiCoO2、LiFePO4）和负极材料（Li4Ti5O12）、石墨（MAGD）的相容性。结果表明， 0.8mol/L的二（三氟甲基磺酰） 亚胺锂（LiTFSI） 溶于EMITFSI得到的离子液体电解液，其电化学性能，且与正极材料（LiFe-PO4）和负极材料（Li4Ti5O12）的相容性较好；添加剂碳酸亚乙烯酯（VC）的存在改善了0.8mol/L LiTFSI＋EMITFSI 二元离子液体电解液与正极材料（LiCoO2）的相容性，原因在于添加剂VC 的加入改善了电荷在LiCoO2电极/电解质界面的传递，促进了阴离子TFSI－在电极表面的吸附和氧化分解的发生，分解产物为LiF、Li2 CO3、Li2 O，这些分解产物成为LiCoO2电极表面膜的主要成分；采用溶液浇注法，以聚合物基体聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P（VdFHFP）]、离子液体（EMIPF6）、锂盐（LiPF6）为主要成分，小分子溶剂EC、PC为添加剂，制备了离子液体凝胶聚合物电解质膜（ILGPE），该电解质膜的导电行为符合阿伦尼乌斯方程，说明聚合物电解质的电导率主要依靠自由离子的迁移而产生；P（VdF-HFP）-EMITFSI-LiTFSI三元离子液体凝胶聚合物电解质兼具聚合物电解质与离子液体的优点，并且在－150～150℃的温度范围内不分解，从根本上消除了电解质的可燃性和锂离子电池的安全隐患，并且该ILGPE与正极材料（LiFePO4）和负极材料（Li4Ti5O12）相容性较好，应用前景广阔。
本书所介绍的采用溶剂热及自组装方法制备的Bi2O3@石墨烯材料，其较大的比表面积增加了电化学反应活性位点，通畅的电子传输网络利于电子的传导。用Bi2O3@石墨烯材料修饰玻碳电极，建立了阳极溶出伏安法同时快速测定痕量Pb2 和Cd2 的新方法。优化实验条件下，分别在10～200μg/L和25～200μg/L浓度范围内，Pb2 和Cd2 的溶出峰电流与Pb2 和Cd2 的浓度呈线性关系。该方法重现性好，有望代替汞膜电极用于药物中痕量铅和镉的测定。
本书可供从事锂离子电池电解质及重金属检测研究人员参考。
由于笔者水平所限，书中不妥和不尽如人意之处恐难避免，热切希望专家和广大读者不吝赐教。
著者
评论
还没有评论。