离子液体型电解质及阳极溶出伏安法检测药物重金属铅和镉

第1章 绪论/1

1.1　课题研究的目的和意义/ 1

1.2　重金属污染/ 2

1.2.1　重金属污染的危害/ 2

1.2.2　电化学传感器检测重金属离子/ 3

1.3　离子液体概述/ 4

1.3.1　离子液体的定义/ 4

1.3.2　离子液体的特性/ 5

1.3.3　离子液体的分类及特征/ 5

1.3.4　离子液体的合成方法/ 8

1.4　离子液体电解液/ 9

1.4.1　咪唑阳离子类离子液体液态电解液/ 9

1.4.2　脂肪族链状季铵阳离子类离子液体液态电解液/ 11

1.4.3　吡咯和哌啶阳离子类离子液体液态电解液/ 12

1.4.4　吡唑阳离子类离子液体液态电解液/ 13

1.5　离子液体聚合物复合电解质/ 13

1.5.1　以PEO 为基体的离子液体聚合物电解质/ 13

1.5.2　以P（VdF-HFP）为基体的离子液体聚合物电解质/ 16

1.5.3　其他聚合物基体的离子液体-聚合物电解质/ 17

1.6　本书的主要研究内容/ 19



第2章 实验材料与实验方法/20

2.1　实验材料和化学试剂/ 20

2.2　实验仪器与设备/ 21

2.3　样品制备/ 21

2.3.1　离子液体的制备/ 21

2.3.2　电解质的制备/ 22

2.3.3　电极的制备/ 23

2.3.4　扣式电池的组装/ 23

2.3.5　非阻塞实验电池的组装/ 24

2.3.6　Bi2O3@石墨烯材料制备及工作电极修饰/ 24

2.4　物理性能表征/ 24

2.4.1　扫描电子显微镜/ 24

2.4.2　差示扫描量热法/ 25

2.4.3　燃烧实验/ 25

2.4.4　X射线衍射/ 25

2.4.5　X射线光电子能谱/ 25

2.4.6　傅里叶变换红外光谱/ 26

2.5　电化学性能表征/ 26

2.5.1　电化学稳定窗口/ 26

2.5.2　电导率/ 26

2.5.3　锂离子迁移数/ 26

2.5.4　循环伏安/ 27

2.5.5　电化学阻抗谱/ 27

2.5.6　恒流充放电/ 28

2.5.7　阳极溶出伏安法测定重金属离子/ 28



第3章 离子液体电解液的研究/29

3.1　离子液体的结构与物理性能/ 29

3.1.1　离子液体的结构/ 29

3.1.2　离子液体的物理性能/ 30

3.2　离子液体的电化学性能/ 31

3.2.1　离子电导率/ 31

3.2.2　电化学稳定窗口/ 32

3.3　离子液体电解液的制备及其电化学性能/ 33

3.3.1　离子液体电解液的制备/ 33

3.3.2　离子液体电解液的电化学性能/ 34

3.4　离子液体电解液的应用研究/ 40

3.4.1　锂盐浓度的影响/ 40

3.4.2　离子液体电解液与正极LiCoO2的相容性/ 43

3.4.3　离子液体电解液与正极LiFePO4的相容性/ 46

3.4.4　离子液体电解液与负极Li4Ti5O12的相容性/ 49

3.4.5　离子液体电解液与石墨（MAGD）负极的相容性/ 52

3.5　本章小结/ 54



第4章 添加剂及其作用机理研究/55

4.1　添加剂VC对LiCoO2正极材料性能的影响/ 55

4.1.1　添加剂VC对LiCoO2正极材料循环性能的影响/ 55

4.1.2　添加剂VC含量对LiCoO2正极材料循环性能的影响/ 57

4.1.3　添加剂VC对倍率性能的影响/ 60

4.2　添加剂VC对LiCoO2正极材料的作用机理研究/ 64

4.2.1　LiCoO2正极的表面形貌/ 64

4.2.2　“Li/LiCoO2”交流阻抗研究/ 67

4.2.3　LiCoO2极片的XPS分析/ 68

4.2.4　LiCoO2极片的FT-IR分析/ 72

4.3　本章小结/ 73



第5章 EMIPF6-P(VdF HFP)离子液体凝胶聚合物电解质的研究/75

5.1　EMIPF6-P（VdF-HFP）离子液体凝胶聚合物电解质的制备/ 75

5.2　EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的性质/ 76

5.2.1　EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的形貌/ 76

5.2.2　EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的热性能/ 77

5.2.3　EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE 的电化学性能/ 79

5.3　EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE的导电行为/ 83

5.3.1　自由体积理论/ 83

5.3.2　logσ～1000/T曲线的讨论/ 85

5.4　EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE在Li/LiFePO4中的应用/ 86

5.4.1　循环伏安行为/ 86

5.4.2　充放电性能/ 87

5.4.3　倍率性能/ 88

5.4.4　LiFePO4电极/电解质界面性质/ 89

5.5　EMIPF6-P（VdF-HFP）型ILGPE 在Li/Li4Ti5O12中的应用/ 91

5.5.1　循环伏安行为/ 91

5.5.2　循环性能/ 92

5.5.3　倍率性能/ 93

5.5.4　Li4Ti5O12电极/电解质界面性质测试/ 94

5.6　本章小结/ 95



第6章 EMITFSI-P（VdF-HFP）离子液体凝胶聚合物电解质的研究/97

6.1　EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的制备/ 97

6.2　EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的性质/ 98

6.2.1　EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的形貌/ 98

6.2.2　EMITFSI-P（VdF-HFP）离子液体凝胶聚合物电解质的热性能/ 99

6.2.3　EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的结构/ 100

6.2.4　EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE的电化学性能/ 100

6.3　EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE在Li/LiFePO4中的应用/ 105

6.3.1　循环伏安行为/ 105

6.3.2　循环充放电性能/ 106

6.3.3　阻抗研究/ 107

6.4　EMITFSI-P（VdF-HFP）型ILGPE在Li/Li4Ti5O12中的应用/ 108

6.4.1　循环伏安行为/ 108

6.4.2　循环充放电性能/ 109

6.4.3　阻抗研究/ 111

6.5　3种离子液体基电解质性能的综合对比/ 111

6.6　本章小结/ 113



第7章 阳极溶出伏安法检测药物中铅和镉/115

7.1　修饰材料的表征/ 115

7.2　测试条件优化/ 116

7.2.1　pH 值对Pb2 和Cd2 溶出峰电流的影响/ 116

7.2.2　富集电位对Pb2 和Cd2 溶出峰电流的影响/ 117

7.2.3　富集时间对Pb2 和Cd2 溶出峰电流的影响/ 118

7.3　线性范围、检出限和重现性/ 118

7.4　干扰实验/ 119

7.5　本章小结/ 120



结论/121



参考文献/124