新型温度控制多金属氧酸盐离子液体的合成与导电性能研究

"新型温度控制多金属氧酸盐离子液体的合成与导电性能研究"项目拟选用不同长度碳链烷基有机季铵、有机季鏻、烷基取代的咪唑和吡啶类离子液体化合物的有机阳离子与性能优异的取代的Keggin型、Dawson型两类杂多阴离子设计合成具有高质子导电性能的温度控制多金属氧酸盐离子液体。温度控制多金属氧酸盐离子液体电解质室温时是固体，高温时是液体，其电导率、粘度、固-液转变温度可根据实际需要进行调控，具有液体电解质电导率高的特征，又有固体电解质稳定性好的优点。此项目的出发点在于通过研究目标化合物的导电性能，努力探索出温度控制多金属氧酸盐离子液体的组成、结构与性能间的关系，找出其中的规律性。这一项目的相关研究成果在新材料设计组装、高质子导体和新型功能材料等相关学科领域具有很好的应用前景和重要的科学意义，可为开发出具有自主知识产权的温度控制型超级电容器电解质奠定基础，是一项未见报道的创新性课题。

采用分步酸化-分步加料-乙醚萃取法制备出Keggin结构钨钒硅酸H5SiW11VO40•15H2O、钨钼钒磷酸H5PW9MoV2O40•10H2O以及钨钒磷酸H4PW11VO40•8H2O 和H6PW9V3O40•14H2O。采用降解-离子交换-冷冻法制备出Dawson结构钨钒磷酸H9P2W15V3O62•28H2O以及17-钨-2-磷合铟酸H7[In(H2O)P2W17O61]•23H2O。采用分步酸化-分步加料-离子交换法合成出Keggin结构钨钒硅酸H7SiW9V3O40•9H2O和钨钒锌酸H7ZnW11VO40•8H2O以及铟取代的杂多酸H4[In(H2O)PW11O39]•11H2O和H5[In(H2O)SiW11O39]•8H2O。研究了其质子电导率和导电活化能。它们均是高质子导体，导电机理均是Vehicle机理。.用不同长度碳链烷基有机季铵、有机季鏻、烷基取代的咪唑和吡啶类离子液体化合物的有机阳离子与性能优异的取代的Keggin型、Dawson 型两类杂多阴离子设计合成出一系列温度控制多金属氧酸盐离子液体：[MIMPS]4PW11VO40、[MIMPS]5GeW11VO40、[MIMPS]5GeW10MoVO40和[MIMPS]5GeMo11VO40；[PyPS]5SiW11VO40、[PyPS]7SiW9V3O40、[PyPS]4PW11VO40、[PyPS]4PMo11VO40、[PyPS]6PW9V3O40和[PyPS]7P2W17VO62；[TEAPS]4+xSiW11VxO40和[TEAPS]6+xP2W17VxO62 (X=1~3)；[TBTP]6PW9V3O40、[TBTP]4PMo11VO40、[TBTP]4PW11VO40和[TBTP]5SiW11VO40；[TBTA]6PW9V3O40、[TBDA]5SiW11VO40, [TBTA]5SiW11VO40；[TOAMe]7[In(H2O)P2W17O61]、[TOAMe]5[SiW11VO40] 和[TOAMe]4[PW11VO40]； [TBTP]2H2PW11VO40 、[PyPS]H6P2W17VO62 和 [PyPS]H8P2W15V3O62。它们均是可逆相变凝胶电解质，电导率随着温度的升高而增加，且随烷基碳链长度的增加而降低；季鏻盐的电导率和热稳定性均较相应的季铵盐高。