《離子塑晶材料的設計合成及其電解質的套用研究》是依託蘇州大學，由嚴鋒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：離子塑晶材料的設計合成及其電解質的套用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：嚴鋒
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機離子塑性晶體是由陰、陽離子組成的一類介晶相材料，不僅兼具晶體的固體形態與液態化合物的某些特性，而且還具有揮發度低、電導率高以及電化學視窗寬等優點，是製備準固態電解質的理想材料。然而，有機離子塑性晶體的熱性能、電學性能等性質的影響因素與控制方法，仍然有待人們進一步的探索與研究。本申請課題首先從基礎研究的角度探索有機離子塑性晶體的形成機制；研究陰陽離子類型、對稱性以及氫鍵等分子間作用力對塑性晶體熱性能、電學性能的影響；研究無機納米粒子的摻雜對塑性晶體性質的影響及相應的控制方法。在基礎研究的指導下，進一步研究基於有機離子(質子)塑性晶體的電解質在準固態染料敏化太陽能電池、中溫質子交換膜燃料電池等器件中的實際套用。從材料化學和器件物理的角度，深入理解有機離子塑性晶體的物理化學性質，及其在器件中的套用性能，為促進有機塑性晶體電解質的實際套用提供理論和技術指導。
結題摘要
有機離子塑性晶體是由陰、陽離子組成的一類介晶相材料，不僅兼具晶體的固體形態與液態化合物的某些特性，而且還具有揮發度低、電導率高以及電化學視窗寬等優點，是製備準固態電解質的理想材料。然而，有機離子塑性晶體的熱性能、電學性能等性質的影響因素與控制方法，仍然有待人們進一步的探索與研究。作為一年期研究項目，本申請課題首先從基礎研究的角度探索有機離子塑性晶體的形成機制，及陰陽離子類型對塑性晶體熱性能、電學性能的影響；研究無機納米粒子的“摻雜”對塑性晶體性質的影響及相應的控制方法。在基礎研究工作的指導下，進一步研究基於有機離子(質子)塑性晶體的電解質在準固態染料敏化太陽能電池器件中的實際套用。從材料化學和器件物理的角度，深入理解有機離子塑性晶體的物理化學性質，及其在器件中的套用性能，為促進有機塑性晶體電解質的實際套用提供理論和技術指導。 我們課題組首先設計合成了離子塑性晶體1–ethyl–1–methyl pyrrolidinium iodide (P12I)。該化合物具有較寬的塑性溫度範圍及熔點(＞150 oC)，可以套用於製備I2/I-/有機離子塑性晶體準固態電解質。我們還研究了陽離子/碘陰離子之間的相互作用力，以及I2/I-的摻雜含量對有機離子塑性晶體熱性能、導電性能的影響。研究結果表明其電導率，I–擴散係數隨溫度升高而升高。進一步的研究結果表明基於離子塑性晶體固態電解質電池在80 oC下具有優異的光電穩定性。 在上述研究成果基礎之上，我們進一步研究了陰離子對離子塑性晶體性能的影響。合成了1-ethyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide (P12TFSI)離子塑性晶體，研究了其熱性能、電學性能，並成功套用於製備準固態染料敏化太陽能電池。 該項目研究成果已發表在Adv. Mater., 2012, 24, 945-950 和 J. Mater. Chem., 2012, 22, 6674 。
