疏水性,高导电性的环境-温度熔融盐.pdfVIP

具有疏水性，高导电性的环境-温度熔融盐┯

PierreBonhôte,*Ana-PaulaDias,NicholasPapageorgiou,KuppuswamyKalyanasundaram,

andMichaelGrätzel*

Institutdechimiephysique,EcolepolytechniquefédéraledeLausanne,CH-1015Lausanne,Switzerland

于1995.8.15收到⊕

新的具有低熔点的（-30℃至环境温度）疏水性离子液体已经由1,3—二烷基咪唑阳离

子和疏水性阴离子合成出来并正在研究调查，同时对其他具有亲水性的咪唑熔融盐和水溶性

盐也进行了描述。这些熔融盐的特点通过核磁共振和元素分析进行了检测，并且对其密度，

熔点，粘度，电导率，折射率，电化学窗口，热稳定性，以及与水和有机溶剂的相溶性进行

了测定，对烷基取代基在1，2，3，4（5）号位这些不同位置所产生的对其性质的影响也做

出了审议。对粘度低达35cP（比如1-乙基-3-甲基咪唑盐双-（三氟甲磺）酰胺（双-（三氟甲

磺）酰胺）和三氟醋酸盐）或者电导率高达9.6mS/cm的熔融盐都进行了观测。为了能够更

精确的确立1-乙基-3-甲基咪唑双-（三氟甲磺）酰胺的溶剂性质，还专门采取了光物理探针

进行研究。这种疏水性熔融盐在电化学，光电和合成的应用中都能够成为很有前景的溶剂。

┳对“疏水性熔融盐：制备和在电化学领域中的应用”的专利申请已经于1994.12.23在瑞士（No.03862/94-5）

和法国（No.9415704）提交了。

⊕摘要于1996.2.1刊登于AdvanceACSAbstracts。

介绍

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自从1951年发现了第一种环境温度离子液体（N-乙基吡啶溴化物-氯化铝熔体），许多

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种类的熔融盐都被进行了研究。做一个简单的回顾，我们可以来看Cooper和Sullivan。普

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遍具有高导电性的四氯合铝酸盐和七氯合二铝酸盐的阳离子比如1，3-二烷基咪唑盐或者

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三唑盐，四烷基氨盐或者磷盐，和三烷基锍盐都能与水反应，所以比较难以处理。熔融

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盐具有与四烷基硼酸相关的较低对称性的四烷基铵阳离子。高氯酸盐和溴化物都比较难制

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备，同时导电能力都比较弱。最近，1-乙基-3-烷基咪唑三氟甲基磺酸盐（triflates,TfO）的

显著性质也被报道了。这些离子液体都表现出了较大的电化学窗口（＞4V），良好的导电性

和优良的热稳定性。据报道，具有相同阳离子的醋酸盐的熔点仅有-45℃。7

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在我们小组为研发的染料敏化纳米晶太阳能电池寻找具有高稳定度的溶剂时，因为熔

融盐拥有吸引人的电化学和物理特性而专门对她们进行了仔细的观察。我们的光电化学电池

会令人感兴趣的是其中离子液体的微小的蒸汽压，良好的导电性和它们的抗氧化能力，这些

都可以通过直接的紫外激发染料支撑的半导体（TiO）来获知。熔融盐在太阳能电池中的应

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用在别处也有报道。关于二烷基咪唑四氯合铝酸盐在光电化学电池中的应用已经被

Rajeshwar等人报道过，但是这种材料对水的敏感性使其无法在太阳能电池中得到应用。1，

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3-二烷基咪唑盐（RR’ImX）似乎是到现在为止最稳定，导电能力最好的离子液体。因此我

们在那种阳离子的基础上已经合成了34种盐，为了能使其化学结构和物理特性产生相关性，

不断对烷基的取代位置进行改变。对2-和4（5）-甲基取代类似物也进行了准备用以确定粘