聚合物法制備離子液體凝膠的研究進(jìn)展

彭成龍 孫初鋒（西北民族大學(xué) 化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

聚合物法制備離子液體凝膠的研究進(jìn)展

彭成龍 孫初鋒（西北民族大學(xué) 化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

近年來，通過聚合反應(yīng)和化學(xué)鍵合而形成的化學(xué)凝膠的聚合物凝膠法已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。對于離子液體在應(yīng)用中存在蒸發(fā)、泄漏、腐蝕的潛在風(fēng)險(xiǎn)，一種有效的方法就是將其凝膠化。本文對近幾年來使用聚合物法制備離子液體凝膠的研究進(jìn)展和現(xiàn)狀進(jìn)行簡單綜述。

離子液體；凝膠；聚合物；功能材料

1 簡介

近年來，通過聚合反應(yīng)和化學(xué)鍵合而形成的化學(xué)凝膠的聚合物凝膠法已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。作為21世紀(jì)的新型綠色溶劑，離子液體在應(yīng)用中總是存在蒸發(fā)、泄漏、腐蝕的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致故障和裝置損壞。為了克服離子液體的這方面缺點(diǎn)，許多研究者通過采用聚合物的方法使離子液體凝膠化。分散/固定在固體內(nèi)的液體保持離子液體的功能，因此凝膠可以保持離子液體的優(yōu)良性質(zhì)[1]。本文對近幾年來使用聚合物法制備離子液體凝膠的研究進(jìn)展進(jìn)行簡單綜述。

2 研究現(xiàn)狀

Carlin等[2]報(bào)道了使用聚（偏二氟乙烯）六氟丙烯共聚物制造具有離子液體凝膠的催化膜。需要大于30wt%的共聚物以制備離子液體聚合物凝膠，并且需要2-甲基戊烯作為輔助添加劑以制備凝膠。Aihara等[3]通過聚（乙二醇）二丙烯酸酯與離子液體的原位聚合形成凝膠，該離子液凝膠在300℃顯示高的熱穩(wěn)定性。Gr?zel等[4]還使用聚（偏二氟乙烯）-六氟丙烯共聚物制備離子液體聚合物凝膠電解質(zhì)，并已經(jīng)用作染料敏化納米晶體TiO2太陽能電池中的準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。Rogers等[5]報(bào)道了使用交聯(lián)聚（乙二醇）的離子液體的凝膠化，通過用三乙氧基硅烷和二氧化硅納米粒子封端的聚（環(huán)氧丙烷）制備的雜化二氧化硅來制備離子液體的準(zhǔn)固化。Snedden等[6]報(bào)道了一系列包含聚合物和通過原位聚合制備的離子液體的復(fù)合材料。Aida等[7]通過單壁碳納米管呈現(xiàn)離子液體的物理凝膠化。當(dāng)使用粗單壁碳納米管時(shí)，它們導(dǎo)致的凝膠化效率低得多。Kadokowa等[8]用離子液體（1-烯丙基-3-甲基咪唑溴化物）和幾丁質(zhì)/纖維素合成幾丁質(zhì)的凝膠，其中幾丁質(zhì)/纖維素復(fù)合材料凝膠和膜通過將殼多糖和纖維素溶解于兩種離子液體，1-烯丙基-3-甲基咪唑溴化物和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物。Cui等[9]報(bào)道了以1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸鹽、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和六氟磷酸鋰為原料，采用溶液澆鑄法制備了離子液體凝膠聚合物電解質(zhì)。Zahab等[10]報(bào)道了由基于吡咯烷的PIL聚[二烯丙基三甲基銨雙（三氟甲烷）磺酰亞胺]、基于咪唑的IL、和鋰鹽組成的具有離子液體凝膠的自立式凝膠聚合物電解質(zhì)鋰電池（圖1）。該GPE顯示出良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的放電電容和容量保持能力。近年來，對于光可逆聚合物離子液體凝膠[11]和熱可逆聚合物離子液體凝膠[12]也有相關(guān)報(bào)道。

圖1.a)GPE和ILE組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)b)半英寸直徑GPE的照片

3 結(jié)語

通過采用聚合物法使離子液體凝膠化，有效的解決了離子液體在應(yīng)用中蒸發(fā)、泄露等缺點(diǎn)。同時(shí)結(jié)合于離子液體本身優(yōu)良的物化性，這對于離子液體凝膠在新型太陽能電池，超級電容器，功能膜材料，生物傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用有著重大的意義。可以預(yù)見，隨著研究的不斷深入，離子液凝膠新型材料在未來的發(fā)展中必將實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

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彭成龍(1994-)男，遼寧，學(xué)歷：碩士，學(xué)生，研究方向：潤滑材料，單位：西北民族大學(xué)

孫初鋒(1977-)男，山東，學(xué)歷：博士，職稱：副教授，研究方向：高性能潤滑材料及材料表面防護(hù)，單位：西北民族大學(xué)