聚合物法制備離子液體凝膠的研究進展

彭成龍 孫初鋒（西北民族大學 化工學院，甘肅 蘭州 730030）

聚合物法制備離子液體凝膠的研究進展

彭成龍 孫初鋒（西北民族大學 化工學院，甘肅 蘭州 730030）

近年來，通過聚合反應和化學鍵合而形成的化學凝膠的聚合物凝膠法已廣泛應用于各個領域。對于離子液體在應用中存在蒸發、泄漏、腐蝕的潛在風險，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展和現狀進行簡單綜述。

離子液體；凝膠；聚合物；功能材料

1 簡介

近年來，通過聚合反應和化學鍵合而形成的化學凝膠的聚合物凝膠法已廣泛應用于各個領域。作為21世紀的新型綠色溶劑，離子液體在應用中總是存在蒸發、泄漏、腐蝕的潛在風險，從而導致故障和裝置損壞。為了克服離子液體的這方面缺點，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良性質[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展進行簡單綜述。

2 研究現狀

Carlin等[2]報道了使用聚（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，并已經用作染料敏化納米晶體TiO2太陽能電池中的準固態電解質。Rogers等[5]報道了使用交聯聚（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（環氧丙烷）制備的雜化二氧化硅來制備離子液體的準固化。Snedden等[6]報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合材料。Aida等[7]通過單壁碳納米管呈現離子液體的物理凝膠化。當使用粗單壁碳納米管時，它們導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/纖維素合成幾丁質的凝膠，其中幾丁質/纖維素復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。Zahab等[10]報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鋰電池（圖1）。該GPE顯示出良好的熱穩定性、優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]也有相關報道。

圖1.a)GPE和ILE組分的化學結構b)半英寸直徑GPE的照片

3 結語

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用中蒸發、泄露等缺點。同時結合于離子液體本身優良的物化性，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，生物傳感器等領域的應用有著重大的意義。可以預見，隨著研究的不斷深入，離子液凝膠新型材料在未來的發展中必將實現工業化。

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彭成龍(1994-)男，遼寧，學歷：碩士，學生，研究方向：潤滑材料，單位：西北民族大學

孫初鋒(1977-)男，山東，學歷：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，單位：西北民族大學