酚醌類有機(jī)物電化學(xué)性能及化學(xué)電源上的應(yīng)用

康佳騰

摘 要：酚醌類有機(jī)物是基于酚和醌的互變，然后發(fā)生脫和嵌過(guò)程，具有非常良好的電化學(xué)可逆性特點(diǎn)。根據(jù)電化學(xué)性能影響因素進(jìn)行分析研究，本文通過(guò)對(duì)于酚醌類有機(jī)物電化學(xué)性能研究，評(píng)析有機(jī)物單體和聚合物化學(xué)反應(yīng)，充分研究電化學(xué)特征，提高電化學(xué)性能的電極材料特點(diǎn)，研究指出酚醌類有機(jī)物在電化學(xué)電容器和液流儲(chǔ)能電池中具有非常重要價(jià)值。

關(guān)鍵詞：酚醌類；有機(jī)物；電化學(xué)；化學(xué)電源

隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源供應(yīng)矛盾問(wèn)題上需要及時(shí)解決，比如在風(fēng)能和太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要不斷提高能源戰(zhàn)略意義，保證可再生能源發(fā)展穩(wěn)定性；在儲(chǔ)能設(shè)備管理中要利用電源蓄電，減少地理?xiàng)l件限制，實(shí)現(xiàn)對(duì)于能源規(guī)模儲(chǔ)能研究，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和效益。研究開(kāi)發(fā)提高電化學(xué)性能材料對(duì)于化學(xué)電源之間相互結(jié)合，對(duì)于材料使用廣泛性，結(jié)合有機(jī)物原料合理設(shè)計(jì)，優(yōu)化電極電位合理調(diào)控管理，做到綠色環(huán)保，對(duì)于未來(lái)電池材料發(fā)展提高應(yīng)用范圍。比如在酚醌類有機(jī)物電化學(xué)可逆性研究中，要充分提高電極電位、溶解性和穩(wěn)定性，做好對(duì)于酚醌類有機(jī)物電化學(xué)性能研究和使用。

一、酚醌類有機(jī)物的電化學(xué)性能概述

（1）電化學(xué)性能的研究是電活性物質(zhì)應(yīng)用在化學(xué)電源應(yīng)用基礎(chǔ)，有機(jī)化合物反應(yīng)是非常復(fù)雜過(guò)程，電化學(xué)性能和本身結(jié)構(gòu)會(huì)受到外在條件影響，科學(xué)家會(huì)采用實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算辦法，研究不同結(jié)構(gòu)的酚醌類有機(jī)物氧化還原性質(zhì)，探討電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理因素。酚醌類有機(jī)物芳香性性質(zhì)和熱力學(xué)參數(shù)主要取決于芳環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)于影響電化學(xué)氧化的難易程度問(wèn)題，需要及時(shí)針對(duì)電極和電勢(shì)進(jìn)行有效改變，不同類型的芳環(huán)結(jié)構(gòu)的醌類化合物具有不同的電極電勢(shì)，需要根據(jù)苯醌類化合物的電極電勢(shì)進(jìn)行合理分類，苯醌結(jié)構(gòu)化合物的電極電勢(shì)屬于比較高的化合物。

（2）芳環(huán)上的取代基對(duì)于酚醌類有機(jī)物的電極電勢(shì)具有很大影響，電子基團(tuán)可以使得酚醌類有機(jī)物電極電勢(shì)程度升高，同時(shí)會(huì)有效的降低電子基因酚醌類有機(jī)物的電極電勢(shì)，如果電極電勢(shì)升高和降低程度不同，主要根據(jù)電子的能力判斷。同時(shí)還要及時(shí)改變酚醌類有機(jī)物的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理問(wèn)題，對(duì)于電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和取代基做好有關(guān)過(guò)程分析，對(duì)于苯環(huán)生產(chǎn)產(chǎn)物做好合理電子氧化反應(yīng)處理，提高電子電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程研究分析。

二、酚醌類有機(jī)物的電解液影響分析

（1）電解液中的溶劑、親核試劑和溶液PH值都可能會(huì)對(duì)于酚醌類有機(jī)物的電化學(xué)性能產(chǎn)生一定影響，需要對(duì)于苯二酚溶劑的電化學(xué)性能研究，以及和酸性水溶液對(duì)比。苯二酚在鉑電極上的疏質(zhì)子溶劑中具有化學(xué)可逆性變差，其中三氟甲基磺酸等酸性可以使得溶劑氫離子濃度提高，對(duì)于反應(yīng)平衡苯二酚需要很好移動(dòng)，提高反應(yīng)平衡對(duì)于苯醌方向移動(dòng)，提高電極電位負(fù)移動(dòng)。酚醌類有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)理和電極傳遞具有一定關(guān)系，電極表面的修飾需要不斷改善酚醌類有機(jī)物的電化學(xué)性能，在研究中要集中聚合物、碳材料和氫氧化物等。

（2）酚醌類有機(jī)物非常容易和親核實(shí)際發(fā)生反應(yīng)，溶液中的試劑存在會(huì)改變電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，鄰苯二酚和單取代衍生物在甲醇試劑存在電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究，在親核試劑存在情況下，鄰班二酚的電化學(xué)反應(yīng)主要表現(xiàn)是典型的EC過(guò)程，首先發(fā)生失去兩個(gè)電子氧化反應(yīng)，然后會(huì)生成相應(yīng)的衍生物。酚醌類有機(jī)物發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，電子轉(zhuǎn)移同時(shí)會(huì)伴隨著質(zhì)子得失，水溶液中的質(zhì)子濃度和電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理具有不可忽視的影響因素，研究中還要做好對(duì)于咖啡酸的電化學(xué)性能分析，在緩沖溶液中質(zhì)子濃度可以保持不變，三種酚醌類的化合物的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理不會(huì)受到Hp影響，如果電極電位隨著PH值升高，三種酚醌化合物電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理就會(huì)隨著提高，質(zhì)子濃度也會(huì)隨著反應(yīng)變化發(fā)生一定變化。

三、酚醌類有機(jī)物在化學(xué)電源上應(yīng)用分析

（1）有機(jī)物具有比無(wú)機(jī)物更高的電化學(xué)容量，需要及時(shí)提高對(duì)于有機(jī)物和二次電池的電極活性材料做好化學(xué)儲(chǔ)能，在水溶液中的電化學(xué)性能和單電極需要充放電特性，在強(qiáng)酸性條件下四氯對(duì)醌的電極反應(yīng)為簡(jiǎn)單的電子氧化中，單電極充放電曲線只有一個(gè)平臺(tái)可以循環(huán)。酚醌類有機(jī)物的氧化還原反應(yīng)可以看作是氫離子的醌基上結(jié)合，鋰離子也可以作為抗衡離子氧化還原脫出。鋰電池循環(huán)性比較好，但是聚合物沒(méi)有形成共軌，不具有導(dǎo)電性，醌基的電活性的利用效率比較低，比容量也只能做到150mAh/g，為了更好改善酚醌類有機(jī)物導(dǎo)電性，一般人們會(huì)利用聚苯胺等聚合物進(jìn)行導(dǎo)電骨架處理，制備具有電子導(dǎo)電性能和電化學(xué)活性的酚醌類聚合物電極。

（2）醌胺聚合物的動(dòng)力學(xué)比較慢，同時(shí)在非水電解液可以溶，聚有機(jī)二硫化物的利用效率和循環(huán)具有一定穩(wěn)定性，兩種電話活性不基于SS鍵的芳族衍生聚合物，這類聚合物單體之間會(huì)存在硫酸鍵的連接，導(dǎo)電性需要很好改善，碳化聚合物結(jié)構(gòu)能夠有效的組織電解液溶解，在鋰電池正極和硫化聚合物電極容量具有一定相通性，聚合物電極的循環(huán)穩(wěn)定性能夠得到很好提高。在弱酸性條件下，會(huì)導(dǎo)致電池充放電曲線呈現(xiàn)兩步電壓比較，在酸性溶液中和沉積型的電化學(xué)性能上需要提高電池的電壓能量效率。酚醌類有機(jī)物主要是基于酚和醌之間互變，具有非常良好電化學(xué)可逆性，能夠有效提高電化學(xué)性能。

四、結(jié)論

綜上所述，酚醌類有機(jī)物的氧化還原反應(yīng)基于酚和醌氧化互變，同時(shí)可以發(fā)生脫和嵌過(guò)程，具有良好的電化學(xué)可逆性，有機(jī)物的碳、氫和氧等是常見(jiàn)元素組成，不會(huì)受到礦藏資源限制，可以合成，工藝簡(jiǎn)便，成本低廉。電化學(xué)性能和溶解性是可以調(diào)和的，同時(shí)是可再生利用，對(duì)于酚醌類有機(jī)物的電化學(xué)性能研究，可以進(jìn)行大量理論和實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)需要提高有機(jī)物單體和聚合物在化學(xué)電源上應(yīng)用，特別是針對(duì)聚苯胺導(dǎo)電聚合物和高比容量的酚醌基團(tuán)的結(jié)合，在分子級(jí)別上不斷提高酚醌基的導(dǎo)電性和電化學(xué)反應(yīng)活性和循環(huán)穩(wěn)定性，提高酚醌類有機(jī)物在二次鋰電池的電化學(xué)電容器的領(lǐng)域發(fā)展，在使得規(guī)模儲(chǔ)能的溶液電池上提高應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值分析。

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