离子液体在电池中的应用

新型硅负极材料在锂离子电池中的应用研究

吴孟涛

天津巴莫科技股份有限公司

当今社会便携式可移动电子设备的高速发展极大的刺激了市场对重量轻体积小容量和能量密度更高的锂离子电池的需求。目前商业化锂离子电池都是以碳基材料作为负极的，但由于石墨负极的可逆容量只有372mAh/g (LiC6)，严重限制了未来锂离子电池的发展，所以研发下一代锂离子电池负极材料成为新的热点。人们发现在Li22Si5中硅的恒流理论容量达到了4200mAh/g，是极具开发潜力的锂离子负极材料。但这种材料的缺点也很突出：在嵌锂和脱锂过程中材料体积会发生膨胀，微观结构发生改变而导致在嵌锂脱嵌过程中电极的断裂和损耗[1]。虽然不少文献提出了很多改进方法但由于制备出的硅薄膜材料厚度较薄，不适宜商业化生产。为了使硅负极可以应用于实际生产，我公司以无定形硅薄膜溅射在铜箔上成功制备出了厚度大于1μ的硅薄膜负极材料并与市场上的LiCoO2制成电池进行了一系列循环和倍率性能测试。

1 实验：

硅薄膜是以物理溅射的方法在表面粗糙的铜箔上的[2]。表面形貌分析应用的是HRTEM(FEI Tecnai20).制备出的硅薄膜材料在80℃下真空干燥24h，与市场上销售的LiCoO2在手套箱中组成202

第３２卷第６期２０１１年１２月化学工业与工程技术

ＪｏｕｒｎａｌｏＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒ＆Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ　　ｆ　ｙｇｇ　Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．６

，Ｄｅｃ．２０１１

离子液体的应用进展

关淑霞，于海南＊，邰永娜

（）东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆１６３３１８

离子液体由于具有独特的物理化学性质而成为一种新型的绿色介质，近年来成为国际上研究　　摘要：

的前沿和热点。它为开发新型绿色工艺，实现将传统重污染、高能耗工业过程的升级换代提供了新机遇。对离子液体应用的研究进展进行了综述，详细介绍了离子液体在催化科学、电化学、材料科学、环境并对其发展方向进行了展望。科学和分离技术等领域的应用，

关键词：离子液体　催化　电化学　材料　分离技术

（）中图分类号：Ｏ６４５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６７９０６２０１１０６００３２０５－－－

Ａｌｉｃａｔｉｏｎｒｏｒｅｓｓｏｆｉｏｎｉｃｌｉｕｉｄｓ　　　　ｐｐｐｇｑ

ＧＵＡＮ　Ｓｈｕｘｉａ，ＹＵ　Ｈａｉｎａｎ，ＴＡＩＹｏｎｎａ　ｇ

（，Ｎ，）ＣｏｌｌｅｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔＤａｉｎ１６３３１８，Ｃｈｉｎａ　　　　ｇｙｇｇｙｑｇ　

第３２卷第６期２０１１年１２月化学工业与工程技术

ＪｏｕｒｎａｌｏＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒ＆Ｅｎｉｎｅｅｒｉｎ　　ｆ　ｙｇｇ　Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．６

，Ｄｅｃ．２０１１

离子液体的应用进展

关淑霞，于海南＊，邰永娜

（）东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆１６３３１８

离子液体由于具有独特的物理化学性质而成为一种新型的绿色介质，近年来成为国际上研究　　摘要：

的前沿和热点。它为开发新型绿色工艺，实现将传统重污染、高能耗工业过程的升级换代提供了新机遇。对离子液体应用的研究进展进行了综述，详细介绍了离子液体在催化科学、电化学、材料科学、环境并对其发展方向进行了展望。科学和分离技术等领域的应用，

关键词：离子液体　催化　电化学　材料　分离技术

（）中图分类号：Ｏ６４５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６７９０６２０１１０６００３２０５－－－

Ａｌｉｃａｔｉｏｎｒｏｒｅｓｓｏｆｉｏｎｉｃｌｉｕｉｄｓ　　　　ｐｐｐｇｑ

ＧＵＡＮ　Ｓｈｕｘｉａ，ＹＵ　Ｈａｉｎａｎ，ＴＡＩＹｏｎｎａ　ｇ

（，Ｎ，）ＣｏｌｌｅｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔＤａｉｎ１６３３１８，Ｃｈｉｎａ　　　　ｇｙｇｇｙｑｇ　

离子液体在金属电解中的应用

离子液体在金属电解中的应用

目前，如何在获得高质量金属的同时消除电沉积液对环境的危害已成为绿色电化学和环保工业亟待解决的问题，而离子液体的出现使之成为可能。这类液体具有许多独特的性质：蒸汽压低至可以忽略不计、无色无臭、不挥发、不易燃、具有较宽的液态温度范围(-96～400℃)和良好的化学稳定性及导电性、易通过简单的物理方法再生并可循环重复使用、易回收、不易造成环境污染等[1,2]。

离子液体融合了高温熔盐和水溶液的优点：具有较宽的电化学窗口，在室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属和合金[3]，但没有高温熔盐那样的强腐蚀性；同时，在离子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的金属，并且没有副反应，因而得到的金属质量更好。特别是对诸如硅、锗、铝和钛等很难在水溶液中电沉积得到的金属更是如此。离子液体的上述特性及其良好的电导率(通常10-3～10-2Ω-1·cm-1)使之成为电沉积研究中的崭新液体。

1 离子液体简介

离子液体是仅由离子组成的一类新型液体。虽然高温熔盐也符合此定义，但文献中通常把熔点低于100℃的熔盐称作室温离子液体。离子液体大致可分为三类：(1)AlCl3 分别和氯化丁基吡啶([BP]Cl)

简述离子液体及其在萃取分离中的研究应用

摘要：离子液体作为一种环境友好的新型绿色溶剂，具有独特的性质，目前已在萃取分离领域得到很好的研究和应用．本文重点介绍了离子液体在萃取分离有机物、金属离子、气体分子和生物分子方面的应用研究。 关键词：离子液体；萃取；分离；

1. 引言

目前广泛应用的萃取分离技术有液相萃取、固相萃取、微波萃取、液膜萃取等．随着近几年绿色化学的兴起，离子液体作为继超临界流体CO2以来的又一新型溶剂，在样品前处理中分离、富集的应用也得到进一步发展，给传统的萃取分离注入了新的内容．

离子液体是一类新型的绿色介质，具有不易挥发、导电性强、粘度大、蒸气压小、性质稳定、可设计性、对许多无机盐和有机物有良好的溶解性等优点，因而其应用领域非常广泛，目前离子液体已在萃取分离、电化学、化学、环境、生物技术、材料等诸多领域都得到开发和应用。基于离子液体萃取效率高、可循环利用等优点，其在传统的萃取中的应用研究很多，并且具有广泛的应用前景。

2. 离子液体简介

2.1 离子液体的结构和分类

离子液体，又称室温离子液体，或室温熔融盐，是指在室温或接近室温时呈液态，并由有机阳离子和无机阴离子组成的熔融盐体系．按照阴阳离子排列组合方式的不同，离子液体的种类有很多．目前

1、1-磺酸丙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐[HSO3-pmim]HSO4的合成

第一步，合成离子液体中间体 1–磺酸丙基–3–甲基咪唑盐[MIM–PS]。取等物质的量的N–甲基咪唑和1,3–丙烷磺内酯于三口烧瓶中，磁力搅拌使其充分混合，温度缓慢升到40℃，反应体系在该温度下，磁力搅拌反应48h。反应结束后，得到白色沉淀，用乙酸乙酯洗涤3次，旋蒸除去有机溶剂，产物在真空干燥箱里干燥至恒重，即得离子液体中间体1–磺酸丙基–3–甲基咪唑盐[MIM–PS]。

第二步，取等物质的量的离子液体中间体[MIM–PS]和浓硫酸于三口烧瓶中，磁力搅拌使其充分混合，温度缓慢升到80℃，恒温条件下不断磁力搅拌反应6 h。反应结束后，用乙酸乙酯洗涤3次，旋蒸除去有机溶剂，产物转移到真空干燥箱里干燥，即得目标离子液体[HSO3-pmim]HSO4。 2、2-吡咯烷酮硫酸氢盐[Hnhp]HSO4的合成

在圆底烧瓶中加入2-吡咯烷酮，冰浴下滴加等摩尔量的浓硫酸，室温搅拌反应24 h。然后用乙酸乙酯洗涤，旋转蒸发、真空(0.01MPa)干燥后即得淡黄色透明粘稠离子液体[Hnhp]HSO4。

3、1-甲基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐[Hnmp]HSO4的合成

在圆底烧瓶中加入1 -甲基

第27卷第5期2007年5月

现代化工ModernChemicalIndustry

May2007 13

技术进展

离子液体在非均相催化反应中的

应用研究进展

魏作君,黄 勇,刘迎新,任其龙

(1.浙江大学材料与化学工程学院化学工程与生物工程系,浙江杭州310027;

2.浙江工业大学药学院,浙江杭州310032)

摘要:综述了离子液体和固定化离子液体在液-液和液/气-固等非均相催化反应中的应用研究进展,重点对浸渍法、键合法、溶胶-凝胶法等离子液体的固定化方法进行了评述,并指出了该研究领域目前存在的问题及发展趋势。

关键词:离子液体;固定化;非均相催化;有机金属催化剂中图分类号:O621.3

文献标识码:A

文章编号:0253-4320(2007)05-0013-05

1

1

2

1

Advancesinapplicationofionicliquidsinheterogeneouscatalyticreactions

WEIZuo-jun1,HUANGYong1,LIUYing-xin2,RENQi-long1

(1.DepartmentofChemicalandBiochemicalEngineering,CollegeofMaterialsSciencean

醋酸二乙胺离子液体溶液体系的电导率的测定和关联

摘要采用一步酸碱中和法合成了醋酸二乙胺离子液体（ILS）。298.15K时，测定离子液体和DMSO、丙酮以及水组成的二元溶液在全浓度范围的电导率和粘度，并采用Casteel—Amis经验公式关联了电导率随浓度变化的关系，结果表明：在溶液粘度比较小时，电导率随离子液体浓度的增加而增大;在溶液粘度比较大时，电导率随离子液体浓度的增加而减小；同浓度下，介电常数比较大的溶剂对离子液体电导率的影响比较大。

关键词：醋酸二乙胺；离子液体；电导率；粘度

The determination and correlation of electrical

conductivity of Diethylamineammonium acetat ionic liquid

Diethylamineammonium acetat ionic liquid was synthesized with Diethylamine and acetic acid glacical. The viscosity (η) and electric conductivity(κ) of Diethylamineammonium acet

Sm、Tm掺杂ZnO的光电特性及其在太阳能电池中的应用研究

ZnO属于典型的II-VI族直接宽带隙氧化物,在常温条件下的带隙宽为3.37eV,激子束缚能可以达到60meV,性质非常稳定而且具有优异的光学、电学与磁学性能。ZnO在太阳能电池、光电子器件、半导体激光器、新型电子显示器以及光催化剂等诸多领域有巨大的应用潜力,在短波长半导体领域是GaN后又一个关注热点。

通常情况下,纯ZnO由于其本征缺陷的存在呈现n型导电性,但其高温下的光电特性很不稳定。在ZnO晶体中引入杂质原子进行掺杂,可以引入新的杂质能级,从而引发材料光电性质发生稳定转变。

对不同掺杂原子的不断试验有利于发现更优良透光性和导电性的ZnO材料,因此,掺杂ZnO已成为研究半导体材料领域的热点,而稀土系列元素由于特殊的原子壳层结构,以其作为掺杂源掺杂ZnO材料受到了国内外学者的广泛关注。本文运用Materials Studio软件中的CASTEP子模块,借助第一性原理平面波超软赝势法,计算分析了稀土元素(Sm、Tm)掺杂ZnO前后的能带结构、态密度以及光学性质变化情况。

计算结果表明,掺杂后体系的能带部分变得稠密,出现新的杂质能级,费米能级从价带顶处上移进入导带部分,出现载流子简并现

汇报提纲引言 一、储层特征对压裂液体系要求 二、新型清洁压裂液配方及性能 三、现场应用情况

四、结论与认识

中石化河南油田分公司石油工程技术研究院

引言

泌304区：油藏以断鼻、岩性油藏为主,含油面积1.60km2,新增探明储量850.94万 吨。

引言试油情况看，物性好的H1Ⅲ6和H2Ⅱ1小层产量超过5t,其他小层物性差自然产能低， 亟需压裂求产。

一、储层特征对压裂液体系要求 1)埋藏浅，温度低要求压裂液有良好低温破胶性能南部陡坡带主力油层埋藏浅(<1400m),地层温度低(41~56℃),要求压裂液具有低 温快速破胶性能。

2)物性差，水敏中偏强，要求压裂液低伤害，易返排。储层渗透率低，物性差，部分井层蒙脱石相对含量较高，均值为64.7%,并含伊/蒙混层 因此，压裂液应具有较低的表、界面张力，且破胶迅速彻底，易返排。类别 速敏 盐敏 酸敏 岩样号 13-24/73 13-43/73(1) 13-43/73(2) 13-43/73(3) 13-34/42(1) 空气渗透 孔隙 油组 度% 率10-3 H2Ⅱ2 H2Ⅱ2 H2Ⅱ2 H2Ⅱ2 H2Ⅱ2 50.02 30.06 47.82 41.76 60.22 临界流 临界 酸敏 渗透率 水敏 量