有機(jī)累托石改性PMMA凝膠聚合物電解質(zhì)的研究.pdf

1、本文用表面活性劑十二烷基二甲基芐基氯化銨(1227)對天然粘土累托石(REC)進(jìn)行有機(jī)改性，得到有機(jī)累托石(OREC)，并對其結(jié)構(gòu)和表面性能進(jìn)行了分析。以O(shè)REC為納米改性劑，對以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為聚合物基體，以碳酸丙烯酯(PC)為增塑劑，以高氯酸鋰(LiClO4)為鋰鹽的凝膠型電解質(zhì)進(jìn)行改性，制備得到OREC改性的凝膠電解質(zhì)(GPE/OREC)，分析了該電解質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及組分間的相互作用，研究了保液性、離子導(dǎo)電性和熱性能。

2、通過紅外光譜(Fouriertransforminfrared，F(xiàn)TIR)、X-射線衍射(X-raydiffraction，XRD)、透射電鏡(transmissionelectronmicroscope，TEM)及偏光顯微鏡(polarizedlightmicroscope，PLM)等方法分析發(fā)現(xiàn)OREC層間距為3.00nm，較原土層間距2.22nm有所增大，且其在有機(jī)溶劑中呈現(xiàn)棒狀，長徑比較大，具有細(xì)微的精細(xì)結(jié)構(gòu)；對OREC進(jìn)行膨脹

3、性及表面潤濕性研究分析，結(jié)果表明OREC的表面性能由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，與聚合物有良好的相容性。 確定了OREC改性凝膠聚合物電解質(zhì)的制備工藝。對GPE/OREC的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描電鏡(scanningelectronmicroscope，SEM)、XRD和Molau實(shí)驗(yàn)等分析，結(jié)果表明當(dāng)OREC添加量為2、5phr時(shí)，其在電解質(zhì)中分散效果良好，且其片層出現(xiàn)了部分剝離，但當(dāng)OREC添加量達(dá)到8phr時(shí)，分散效果變差出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，

4、此時(shí)電解質(zhì)在Molau實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了沉積物。通過體系粘度變化及FTIR研究發(fā)現(xiàn)OREC與PC間存在強(qiáng)烈的氫鍵作用，Li+與PC間存在靜電相互吸引作用的溶劑化作用。 以PC為流動(dòng)相，分別以PMMA、PMMA+OREC和PMMA+OREC+Li+為固定相，用反氣相色譜法(inversegaschromatogram，IGC)分析了PC在固定相上的保留行為，得到了PC在3種固定相上的吸附自由能，發(fā)現(xiàn)PMMA+OREC對PC的吸附自由能最

5、大，說明OREC與PC間有很強(qiáng)的相互作用，這對凝膠電解質(zhì)體系的保液性有很大的貢獻(xiàn)。研究了OREC添加量分別為2、5和8phr時(shí)的改性電解質(zhì)和未改性電解質(zhì)的保液性，發(fā)現(xiàn)OREC改性的凝膠電解質(zhì)較未改性的電解質(zhì)對PC的保持性有很大幅度的提高，其中添加量為5phr的電解質(zhì)提高最多。 研究溫度對OREC改性凝膠電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的影響，發(fā)現(xiàn)OREC改性的凝膠電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率與溫度之間很好地符合VTF關(guān)系式；常溫下(20℃)，OREC添加