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简析硫化物邻氨基二苄基二硫化物与其聚合物合成和电化学性能

收藏本文 2024-03-22 点赞:16132 浏览:63088 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:聚有机二硫化物是一种新型的二次电池正极材料,其论述能量密度远高于普通的锂电池正极材料,甚至高于探讨正热的嵌入式层状无机化合物及其导电聚合物,为了获得更好的电池性能,本论文合成了一种新型分子结构的聚有机二硫化物。利用铁络合物氧化法,合成二硫化物中间体邻硝基二苄基二硫化物(ONBD),再通过Fe/NH_4Cl温和还原系统在不影响S-S键的情况下将硝基还原成氨基,得到有机二硫化物单体邻氨基二苄基二硫化物(OABD),利用氢谱、元素浅析、红外光谱、拉曼光谱、质谱、碳谱等测试技术对其进行表征,根据表征结果浅析,同时对合成条件及反应机理进行了浅析。利用循环伏安法,在玻碳电极上,分别以高氯酸锂和[Bu_4N][PF_6]为电解质合成了一种新型的导电聚合物:聚邻氨基二苄基二硫化物(POABD),浅析了电聚合历程的反应机理,采取元素浅析、红外光谱、拉曼光谱、热重浅析对聚合物的分子结构及外貌进行浅析和探讨;利用电化学工作站对聚合物的合成条件进行了浅析探讨。单体OABD和聚合物POABD的电化学性质分别在0.4mol·L~(-1)LiClO_4和0.3mol·L~(-1)HClO_4的乙腈和水溶液及0.1mol·L~(-1)[Bu4N][PF6]的乙腈溶液中进行了探讨浅析,该聚合物的氧化还原峰电势差△Ep=0.0324V,表明聚邻氨基二苄基二硫化物POABD具有非常优异的动力学可逆性,且聚合物的导电性高。通过OABD与苯胺按不同单体比例1/1,1/2,1/25进行电共聚探讨。结果表明,POABD的导电性要比任何比例共聚物的导电性好,且在相同合成条件下比传统的导电性优异的导电高分子材料聚苯胺的导电性都好,表明POABD的导电性优异,适合用作锂电池正极材料。通过电池组装测试,OABD和POABD作为锂电池正极材料的性能得到探讨,结果表明,OABD的首次放电比容量分别为116mAh/g,放电比容量也有96mAh/g,效率为82%,没有显著的放电平台。POABD的首次充电比容量高达349mAh/g,放电比容量也有290mAh/g,效率为83%,2.0V处有显著的放电平台。循环性能测试表明,OABD在循环6次后仍有50mAh/g的容量和80%的效率,POABD在循环6次后容量保持达100mAh/g,效率高于80%。不同倍率的测试表明,OABD和POABD均在低倍率下显示出较好的充放电性能。关键词:有机二硫化物论文聚有机二硫化物论文电催化论文正极材料论文储能材料论文

    摘要4-6

    Abstract6-10

    第一章 绪论10-21

    1.1 前言10-11

    1.2 无机含硫化合物11-13

    1.2.1 钠硫电池11-12

    1.2.2 锂硫电池12-13

    1.3 有机含硫化合物及其聚合物13-14

    1.3.1 有机二硫化物13

    1.3.2 聚有机二硫化物13-14

    1.4 聚有机二硫化合物的改性14-19

    1.4.1 聚有机多硫化物14-16

    1.4.2 聚苯胺基有机二硫化物及二硫化物与苯胺共聚物16-19

    1.5 选题目的、作用和主要探讨内容19-21

    第二章 邻氨基二苄基二硫化物的合成及表征21-32

    2.1 前言21

    2.2 实验部分21-24

    2.2.1 实验药品21-22

    2.2.2 邻氨基二苄基二硫化物(OABD)的合成22-24

    2.2.3 测试仪器24

    2.3 结果与讨论24-31

    2.3.1 邻硝基二苄基二硫化物(ONBD)合成及结构表征24-28

    2.3.2 邻氨基二苄基二硫化物(OABD)合成及结构表征28-31

    2.4 小结31-32

    第三章 聚邻氨基二苄基二硫化物(POABD)的合成及表征32-44

    3.1 前言32

    3.2 实验部分32-35

    3.2.1 实验药品32-33

    3.2.2 聚邻氨基二苄基二硫化物(POABD)的电化学法合成及测量装置33

    3.2.3 聚邻氨基二苄基二硫化物(POABD)的化学法合成33-34

    3.2.4 测试仪器34

    3.2.5 循环伏安测试34-35

    3.2.6 热重浅析测试35

    3.3 结果与讨论35-43

    3.3.1 POABD 的电合成35-41

    3.3.2 POABD 的电聚合制备41

    3.3.3 POABD 的电化学和化学法制备的结构表征与其它性能浅析41-43

    3.4 本章小结43-44

    第四章 OABD 与苯胺的共聚探讨44-55

    4.1 前言44

    4.2 实验部分44-46

    4.2.1 实验药品44

    4.2.2 OABD 与苯胺共聚物 p(OABD-co-An)的电化学法合成44-45

    4.2.3 p(OABD-co-An)的化学法合成45

    4.2.4 测试仪器45

    4.2.5 循环伏安测试45

    4.2.6 热重浅析测试45-46

    4.3 结果与讨论46-54

    4.3.1 p(OABD-co-An)的电聚合制备46-49

    4.3.2 p(OABD-co-An)的循环伏安浅析49-50

    4.3.3 p(OABD-co-An)的阻抗浅析50-52

    4.3.4 p(OABD-co-An)的红外浅析52-53

    4.3.5 p(OABD-co-An)的热重浅析53-54

    4.4 本章小结54-55

    第五章 OABD 及 POABD 在二次电池中的运用55-62

    5.1 前言55

    5.2 实验部分55-57

    5.2.1 实验药品55-56

    5.2.2 测试仪器56

    5.2.3 电极的制备、电池组装56

    5.2.4 OABD、POABD 循环伏安测试56

    5.2.5 OABD、POABD 交流阻抗测试56-57

    5.2.6 OABD、POABD 充放电性能测试57

    5.3 结果与讨论57-61

    5.3.1 OABD 与 POABD 的 CV 曲线57-58

    5.3.2 OABD 与 POABD 的充放电比容量58-59

    5.3.3 OABD 与 POABD 的循环性能59-60

    5.3.4 OABD 与 POABD 的不同倍率充放电性能60-61

    5.4 本章小结61-62

    结论62-64

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