文档介绍：南京邮电大学
硕士学位论文
室温离子液体电导率的研究
姓名:赵赫
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:梁忠诚
20100308
·:摘要液体应用最关键的物理特性之一一电导率的规律以及离子的迁移机理至今仍存在争议,未关键词:离子液体室温离子液体电导率量纲分析空位理论总结了这些常见室温离子液体的结构和电荷分布特征,提出了“牵引移动一理论用于修正算值变化规律与使用核磁共振笛槔┥⑾凳贸龅募扑阒登魇葡辔呛希粘度成反比;还惴航邮艿腤楣皆诶胱右禾逑低持胁⒉荒茏愎蛔既返孛及解离度的经验模型并加以验证,给出常见离子液体的解离度和迁移率数值。室温离子液体,峭耆梢酢⒀衾胱幼槌桑胰点不高于室温的新型液体,具有不挥发,不可燃,熔点低,工作温度范围宽,电导率高等优点,是解决目前能源危机、温室效应等全球型问题的关键材料,。近年来,在能源设备、光电子、微流控光器件等领域应用蓬勃开展,但是离子能为人们理解。本文旨在针对以上问题进行研究分析。首先概述了离子液体的特性和在光电子、微流控光学等方向的应用。探讨了基础的相关物理化学特性,如熔点、密度和粘度等。接着以最常用的咪唑类液体为例,详细讨论了离子液体导电规律。重点报导了电导率与阳离子取代基链长幂次方之间的线性依赖关系,总结了阴阳离子组合、离子结构等因素对电导率的影响。在此前面分析的基础上,提出了一种基于空位理论的电导率模型。借助从头计算方法空位模型,实现对室温离子液体电导率的精确估算。结果表明杂诔S玫亩嘀离子液体,使用修正模型可将电导率平均计算误差由降低至プ笥遥电导率计子迁移数与己报导的的数值吻合,同时可用于解释离子液体系统中,体积较大的阳离子却可以拥有较高迁移数的问题。最后,从宏观物理量和定理出发,使用量纲分析方法导出离子液体电导率的一般性关系模型。结果具有较高的准确性和普适性,对嘧槭椅隆⒏呶吕胱右禾寮岸;旌侠子液体均适用。结果表明胱右禾宓牡绲悸视肽Χ芏鹊/畏匠烧龋攵ρ述电导率关系;黾扑阍亓髯忧ㄒ坡屎徒饫攵燃扑闶剑岢龅绲悸省⒄扯取⒚芏以上研究工作可作为理解离子液体导电机理、指导设计高电导率离子液体,以及开展离子液体在光电子、微流控光器件等领域大规模应用的基础。南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要‘
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第一章绪论室温离子液体的定义及发展一直以来,几乎所有使用的液体材料均是在分子液体,化学反应在水溶液或其它溶液中进行,电荷通过溶解的分子运动,我们的研究均是溶剂中溶质分子的运动。而近期,室温离子液体甌琑τ玫尼绕穑吒擦宋颐嵌砸禾宓娜识,要求我们重新考虑液体中的运动机理和电导规律等基础理论。室温离子液体是熔点接近或低于室温的、仅由阴阳离子组成的液体【。它是一类可调的、多用途的新兴绿色材料?硪合喙ぷ鞣段А⒏呃胱拥绲悸省⒏呶榷ㄐ浴⒉换臃ⅰ⒉灰兹嫉扔判闾匦允沟美胱右体在能源设备⒌缁А捌、光电子、和微流控【.攘煊蛴涤芯薮蟮挠τ眉壑怠D前许多著名企业都在投入设计和生产离子液体,包括珹琈琒等,其中不乏实力雄厚的跨国生产销售集团。十多年前,每年几乎仅有二、三十篇以离子液体为主题的论文。对当时绝大多数科学工作者而言,离子液体是陌生而又令人好奇的。而现在离子液体已是国际研究的焦点,受到工业界和学术界的高度重视,成为了目前多学科交叉前沿领域。离子液体的研究已被全世界各地权威的杂志,包括,人ǖ馈9噬厦苛侥暾倏R淮卫胱右禾骞际学术会议,其他重要会议还有如绿色化学会议、美国化学会的年会、高登会议等均将离子液体作为重要议题。年至今,共有超过S泄乩胱右禾宓奈南资章加赟数据库,且发表的文章呈逐年快速增长的趋势,见图。可以看出离子液体的研究进入了一个高潮。图近年来章祭胱右禾錝文章的情况南京邮电大学硕士研究生学位论文
亍U窸啼一好心巩节~咭飞争矽室温离子液体结构和种类猳—。其结构特点是离子具有高度的不对称性,难以密堆积,结晶受到阻碍。常见离子液体阳离子有【、【】等;阴离子有弧一、。、【弧ⅰ一等。典型的离子液体的结构如图。在第三章和第四章我们将就离子液体结构对电导率的影响作详细讨论。№离子液体分为高温离子液体锤呶氯垩和室温离子液体两大类。其中高温离子液体主要是一些熔融态的无机盐鏝,熔点高达几百至上千摄氏度。这类离