介紹
1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸鹽的化學式為C8H11F3N2O2,外觀為無色液體。它屬于一種離子液體。
1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸鹽
合成
35 mL的1-甲基咪唑與90 mL的溴乙烷混合于250 mL圓底燒瓶,在干燥的氮氣氛下回流8 h, 得油狀液體。過夜冷卻,得到白色固體,再溶于50 mL熱乙腈,在干氮氣氛下過濾.于濾液加100 mL乙酸乙酯,冷卻到-15 ℃,過濾得沉淀,在50 mL乙腈中重結晶、過濾,真空干燥36 h得[EMIm]Br 69.3 g (產率57.6%).將13.7 g NH4CF3COO加入到200 mL含20.0 g [EMIm]Br的乙腈溶液中,攪拌2 d,過濾除去白色的NH4Br,旋轉蒸發(fā)除去乙腈,所得1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸鹽,在60 ℃下真空干燥8 h,產量20.5 g(產率87.5%)[1]。
電化學應用
Makoto Ue[2]等利用直流恒流充放電方法測定EMIF·2.3HF的電化學性能,發(fā)現(xiàn)離子液體1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸鹽的比電容極其依賴于它的電化學窗口。[EMIm]CF3COO的電化學窗口寬(3.4V), 在1.0~2.0V電壓范圍內,其EDLC的充放電時間逐漸隨外加電壓的增加而增加,并且呈規(guī)則的V~t變化,表明該電極和電解液在高電化學窗口下的電化學性能穩(wěn)定.單電極比電容可從公式C=2It/△Vm算得,實驗表明,上述EDLC比電容隨電壓的變化基本呈線性增加關系,2.0 V時比電容為208 F/g.這是由于隨著電壓的增加,電解液離子在較強的電場力下更易進入結構比較復雜的活性炭孔內形成雙電層,同時雙電層電量的增加幅度大于電壓的增加幅度,故而比電容也隨之增加.另一方面,電解液/電極界面處的內阻隨著電壓的升高而增加,實驗表明,當電壓從1.0 V到2.0 V,對應的內阻分別為84.5 Ω和143.9 Ω,后者幾乎增加了近一倍,這顯然與EDLC放電的瞬間,其活性炭孔內的離子釋放速率比電壓的變化速率慢有關。
參考文獻
[1]孫國華,李開喜,李強,等.1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸鹽作為電化學雙電層電容器電解液的電化學性能[J].電化學,2007,(01):44-49.
[2]Makoto Ue,Masaynki,Takeda,Akiko Toriumi,et al.Application of low-viscosity ionic liquid to the electro-lyte of double-layer capacitors[J].Journal of the Elec-trochemical Society,2003,150(4):A499-A502.