《活潑金屬電沉積的離子液體設計及基礎研究》是依託昆明理工大學，由田國才擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：活潑金屬電沉積的離子液體設計及基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田國才
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對離子液體中活潑金屬鋁和鈦電沉積存在的問題，根據現代分子和材料設計的研究思路，採用量子化學方法對構成離子液體的幾種陰、陽離子和幾種離子液體進行計算，結合實驗數據對其相互作用、電荷分布、前線軌道等結構信息與熔點、黏度、電導率、電極電勢和電化學視窗等關鍵物性的關係進行系統研究，設計併合成出適合活潑金屬鋁和鈦電沉積的電化學視窗寬、黏度小、電導率大、對水和空氣穩定的離子液體，並對其性質進行綜合測定，驗證鋁和鈦在所得離子液體中的電積特性，掌握適合活潑金屬電沉積離子液體的設計準則。套用分子模擬方法闡明鋁和鈦等金屬離子在離子液體中的存在形式、遷移和擴散機制以及金屬離子與離子液體的結合方式、結構特點及其對金屬離子擴散及相關性質的影響等基礎問題，從源頭上解決離子液體中活潑金屬電沉積中存在的一些基本問題, 為鋁和鈦室溫直接液態電解提供思路，為相關實驗研究提供理論指導和科學基礎，具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
將一系列離子液體的物化性質與容易通過量子化學計算獲得的結構參數進行了關聯，設計和篩選出了一些適合活潑金屬電沉積的離子液體，建立了活潑金屬鋁和鈦低溫電化學冶金的離子液體的分子設計準則和方法; 採用分子動力學模擬的方法闡明了活潑金屬離子在離子液體[Cnmim]X/AlCl3 (A=2, 4; X=Cl, BF4 和 Ntf2) 中的存在形式及其與離子液體的結合方式、相互作用及其對相關物化性質、離子遷移和擴散的影響規律；獲得了NaCl, NH4Cl,C6H6,C7H8等添加劑及水和甲醇、乙醇、乙腈等有機分子雜質存在時離子液體 [Cnmim]X/AlCl3 (A=2,4; X=Cl, BF4 和 Ntf2) 中離子存在形式，物種存在形式、相互作用、結構特點、及其對離子液體物理和化學性質的影響;在低溫下從設計合成出的離子液體中電沉積出了活潑金屬鋁； 探討了添加劑氯化膽鹼(ChCl)，四甲基氯化銨( TMAC)及雜質(水和其他金屬離子)對離子液體中活潑金屬鋁電沉積的影響；發表學術論文40餘篇,SCI、EI收錄20餘篇,參與撰寫專著2部,授權發明專利3項, 獲各種獎勵5項。參加國內外學術會議7次並作分會報告，畢業研究生3名，在讀4人。項目負責人晉升為教授，2011年入選雲南省中青年學術技術帶頭人後備人才。
