Ionic Liquids UnCOILed pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Seddon, Kenneth R./ Rogers, Robin D.

出品人:

页数:438

译者:

出版时间:2012-12

价格:$ 169.44

装帧:

isbn号码:9780470074701

丛书系列:

图书标签:

• Ionic Liquids
• Green Chemistry
• Solvents
• Electrochemistry
• Materials Science
• Catalysis
• Physical Chemistry
• Chemical Engineering
• Sustainability
• Nanotechnology

《熔盐奥秘：深入探索离子液体在能源存储与催化中的前沿应用》 图书简介 本书旨在为化学、材料科学、电化学以及新能源技术领域的科研人员、工程师和高级学生提供一个全面、深入且极具前瞻性的视角，聚焦于一类颠覆性的功能材料——离子液体（Ionic Liquids, ILs）。本书摒弃对基础化学原理的冗长回顾，直接切入离子液体在当前尖端技术领域——特别是能源存储设备（如先进电池、超级电容器）和绿色化学催化反应中的关键应用与机制。 全书结构严谨，内容涵盖了从特定官能化离子液体的设计原理、合成策略，到其在复杂电化学界面行为的精确调控，再到其作为高性能、环境友好型反应介质和催化剂载体的实际案例研究。 --- 第一部分：功能化离子液体的理性设计与合成策略 本部分着重探讨如何根据特定应用需求，对离子液体进行分子层面的“工程设计”。我们不再将离子液体视为单一的溶剂体系，而是将其视为一种可编程的功能材料。 第一章：超越传统结构的定制化阴阳离子设计 本章深入剖析了新型阴离子（如基于硼酸盐、双三氟甲基磺酰胺亚胺的衍生物、新型磷酸盐体系）和新型阳离子（如手性季铵盐、螺环结构、基于功能化硅烷骨架的离子液体）的构筑模块。重点讨论了如何通过引入特定的官能团（如醚链、腈基、羟基）来精确调控熔点、黏度、电导率和电化学稳定性窗口。特别关注了基于生物基原料和可再生资源合成离子液体的绿色路线，以及如何利用计算化学工具（密度泛函理论，DFT）来预测和优化新的离子对的性能指标。 第二章：界面活性与结构组织研究 离子液体在固-液界面处的自发组织行为是决定其在电化学设备中性能的关键。本章详细介绍了利用X射线反射法（XRR）、中子散射技术和原子力显微镜（AFM）在原位（in situ）条件下研究离子液体在电极表面形成的界面层（Electric Double Layer, EDL）结构。探讨了不同配对效应如何影响电荷转移速率和SEI（固体电解质界面）的形成过程，为优化电解质/电极匹配提供了理论基础。 --- 第二部分：离子液体在下一代储能技术中的核心角色 本部分是全书的核心，专注于离子液体作为电解质或电解质添加剂在提高储能设备安全性、能量密度和循环寿命方面的突破性进展。 第三章：高电压锂离子电池与固态电池的界面挑战 传统有机碳酸酯电解液在超过4.5V时易发生氧化分解，限制了高电压正极材料（如LiNi$_{0.5}$Mn$_{1.5}$O$_{4}$，LNMO）的应用。本章聚焦于具有高氧化稳定性的特定离子液体（如基于双三氟甲基磺酰胺亚胺锂盐体系的ILs/共溶剂混合物），分析它们在抑制电极材料表面反应、形成稳定钝化膜方面的机制。此外，深入探讨了离子液体作为准固态或凝胶电解质组分，在改善固态电池中锂枝晶抑制能力方面的最新进展，特别是对锂金属负极的浸润性和界面阻抗的优化策略。 第四章：无金属（Metal-Free）与双离子电池的电解质创新 针对资源和安全问题，本章详细阐述了基于离子液体的双离子电池（DIBs）体系。重点分析了基于特定聚合物骨架的离子液体凝胶电解质在兼顾高离子迁移率和机械稳定性方面的平衡策略。此外，还涉及了有机氧化还原活性物质在离子液体中的溶解和循环稳定性研究，旨在实现能量密度与功率密度的协同提升。 第五章：超级电容器的超宽电化学窗口与快速充放电 离子液体因其极宽的电化学窗口，是实现高电压超级电容器（Hybrid Supercapacitors）的理想选择。本章对比了不同离子液体（如低黏度乙基甲基咪唑盐酸盐体系）在活性炭和导电聚合物电极上的性能表现。重点剖析了在高电压下，离子液体如何影响电荷储存机制——是从传统的法拉第过程转向更侧重于非法拉第的界面电容过程，以及如何通过共溶剂策略降低操作温度下的内阻。 --- 第三部分：离子液体作为绿色催化反应介质与高效萃取剂 本部分将视角转向了环境化学和催化领域，展示了离子液体在提供反应可控性和实现过程简易化方面的巨大潜力。 第六章：负载型与均相离子液体催化剂体系 离子液体作为“可回收的绿色溶剂”和“可固定的催化剂载体”发挥着双重作用。本章详细介绍了通过功能化侧链将过渡金属络合物锚定在离子液体骨架上的方法，用于Diels-Alder反应、氢化反应和C-C偶联反应（如Suzuki-Miyaura偶联）。着重讨论了如何利用离子液体与反应物和产物之间的非共价相互作用（如氢键、π-π堆积）来驱动反应的选择性（立体选择性与区域选择性），并阐述了简便的液-液两相分离回收催化剂的实际操作细节与效率分析。 第七章：CO2捕集、转化与反应耦合 本章聚焦于离子液体在应对气候变化中的应用。详细分析了通过胺基或羧基官能化的离子液体对二氧化碳的高效物理/化学吸收机制，并对比了不同温度和压力下的吸收容量和再生能耗。此外，深入探讨了离子液体作为介质，耦合CO2捕集与催化转化（如合成环状碳酸酯、异氰酸酯）的“一锅法”工艺设计，突出其在降低反应步骤和能耗方面的优势。 第八章：复杂体系的分子分离与纯化技术 离子液体独特的溶解特性使其成为高效分离复杂混合物的理想选择。本章详细介绍了其在萃取分离稀土元素、手性化合物拆分以及难处理生物质（如木质纤维素）预处理中的应用。分析了通过调控阴阳离子结构实现对特定目标分子高选择性络合的能力，以及离子液体在膜分离技术中作为选择性渗透层的集成应用。 --- 结语：展望离子液体未来工程化的前沿挑战 本书最后部分将对离子液体技术从实验室走向大规模工业应用的瓶颈进行坦诚的讨论，包括成本控制、长期热稳定性和毒理学评估的标准化需求。同时，展望了基于人工智能和高通量实验平台（HTE）加速新型离子液体筛选和性能优化的未来研究方向。 目标读者： 本书内容深度和广度兼具，特别适合致力于开发高能量密度电池、下一代环保催化过程以及高效分离技术的化学、材料学及化学工程领域的博士研究生、博士后研究人员及资深工业研发人员。阅读本书后，读者将能够掌握设计、合成并应用具有特定功能的先进离子液体的最新技术路线图。

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