Baza wiedzy: Politechnika Warszawska

Ustawienia i Twoje konto

Powrót

badanie właściwości elektrolitów polimerowych z udziałem nowych boranowych soli litu

Anna Lechnio

Abstract

The aim of this work was the synthesis and characterization of novel lithium borate salts for use in polymer electrolytes, which were obtained in the reaction of commercially available lithium compounds with Lewis acids. Then their spectral, thermal and electrochemical analysis was carried out. In the first part of the study, difluoro(alkoxy)borate derivative (ROBF2), previously obtained by thermal decomposition of CH3O(CH2CH2O)2BF3Li was used as a complexing agent. Commercial lithium salts LiX (X = PF6, ClO4, I, CF3SO3, N(CF3SO2)2), frequently appearing in the literature on polymer electrolytes were used as substrates for the reaction. Spectroscopic studies (NMR, FTIR) of the reaction products revealed that in all cases there was a clear interaction between the substrates. In further studies the synthesis and characterization of [2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]ethyl lithium was carried out, in the complexation with boron trifluoride (BF3). Reaction conditions were selected to receive the maximum yield of the product. As a solvent for further synthesis THF was selected. Furthermore, it was found that the yield of the complex salt affects both the concentration of the solution and the mass used for the crystallisation of the salt. The largest yield obtained was about 80%. Spectral analysis showed that CH3(OCH2CH2)2OCH2C(O)OBF3Li is found in the crystal in the form of a stable dimer. This is due to interaction between the nucleophilic center of the chain and lithium cation. After adding a polar solvent the effect declines and the salt is found as a single molecule. Moreover, the results of mass spectroscopy indicated that as a result of providing enough energy to the complex undergoes degradation with production of BF3 and the carboxylic salt is formed. For further characterization of the product solid and gel electrolytes containing CH3(OCH2CH2)2OCH2C(O)OBF3Li and polymer matrix of poly(ethylene oxide) or a copolymer of vinylidene fluoride with hexafluoropropylene were obtained. Their thermal analysis by means of DSC technique was carried out, as well as their ionic conductivity was determined by means of impedance spectroscopy. The highest conductivity was obtained in electrolyte containing P(VDF-HFP) / EC / PC /salt. (10-5 S / cm at 20 ° C).
Identyfikator pozycji
WUTc09dbd87d10a40fcadd3ce27ef1be607
Rodzaj dyplomu
Praca magisterska
Autor
Anna Lechnio Anna Lechnio Afiliacja nieokreślona
Tytuł w języku polskim
badanie właściwości elektrolitów polimerowych z udziałem nowych boranowych soli litu
Promotor
Ewa Zygadło-Monikowska (WCh/KChTP) Ewa Zygadło-Monikowska Katedra Chemii i Technologii Polimerów (WCh/KChTP)Wydział Chemiczny (WCh)
Jednostka dyplomująca
Wydział Chemiczny (WCh)
Jednostka prowadząca
Katedra Chemii i Technologii Polimerów (WCh/KChTP)
Kierunek / specjalność studiów
, Technologia Chemiczna
Język
(pl) polski
Status pracy
Obroniona
Data obrony
23-10-2012
Data (rok) wydania
2012
Słowa kluczowe w języku polskim
-
Słowa kluczowe w języku angielskim
-
Streszczenie w języku polskim
Przedmiotem niniejszej pracy była synteza oraz charakterystyka nowych boranowych soli litu do zastosowania w elektrolitach polimerowych. Otrzymano je na drodze kompleksowania handlowo dostępnych związków litu za pomocą kwasów Lewisa. Następnie produkty reakcji poddano analizie spektralnej, termicznej oraz elektrochemicznej. W pierwszej części badań jako czynnik kompleksujący zastosowano pochodną difluoro(alkoksy)boranową (ROBF2), otrzymaną wcześniej na drodze termicznego rozkładu CH3O(CH2CH2O)2BF3Li. Jako substraty do reakcji wykorzystane zostały także handlowe sole litowe LiX (X=PF6, ClO4, I, CF3SO3, N(CF3SO2)2), często pojawiające się w literaturze dotyczącej elektrolitów polimerowych. Badania spektroskopowe (NMR, FTIR) produktów reakcji wykazały, iż we wszystkich przypadkach doszło do wyraźnego oddziaływania pomiędzy substratami, a w wyniku reakcji następowało przesunięcie sygnałów ROBF2 do położenia bliskiego soli trifluoroalkoksyboranowej (ROBF3Li). W drugiej części pracy zajmowano się syntezą oraz charakterystyką [2-(2-metoksyetoksy)etoksy]octanu litu kompleksowanego trifluorkiem boru (BF3). W trakcie badań dokonano doboru warunków otrzymywania produktu. Jako rozpuszczalnik do dalszych syntez wytypowano THF. Ponadto stwierdzono, że na wydajność otrzymywania soli kompleksowej wpływa zarówno stężenie roztworu, jak i masa użytej do krystalizacji soli. Największa wydajność jaką udało się otrzymać to 80% Analiza spektroskopowa badanej soli wykazała, iż w krysztale występuje ona w postaci trwałego dimeru. Jest to spowodowane oddziaływaniem pomiędzy centrami nukleofilowymi łańcucha z kationem litu. Po wprowadzeniu polarnego rozpuszczalnika oddziaływanie to słabnie i sól występuje jako pojedyncza cząsteczka. Ponadto wyniki spektroskopii masowej wskazały, iż w wyniku dostarczenia dostatecznie dużej energii do kompleksu, ulega on rozpadowi z wydzieleniem BF3 i powstaje wyjściowa sól karboksylowa. W celu dalszej charakteryzacji produktu otrzymano również elektrolity stałe oraz żelowe zawierające CH3(OCH2CH2)2OCH2C(O)OBF3Li oraz matrycę polimerową z poli(tlenku etylenu) lub kopolimeru fluorku winylidenu z heksafluoropropylenem. Następnie poddano je analizie za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej oraz spektroskopii impedancyjnej. Największą przewodność otrzymano dla układu P(VDF-HFP)/EC/PC/sól.(10-5 S/cm w 20°C).
Plik pracy
  • Plik: 1
    Ania_L_08_10_2012.docx
Poproś o plik WCAG

Jednolity identyfikator zasobu
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTc09dbd87d10a40fcadd3ce27ef1be607/
URN
urn:pw-repo:WUTc09dbd87d10a40fcadd3ce27ef1be607

Potwierdzenie
Czy jesteś pewien?
Zgłoszenie uwag dotyczących tej strony