摘要:
通过咪唑或苯并咪唑与以下酸之一:三氟甲磺酸、九氟丁磺酸、对甲苯磺酸和三氟乙酸的布朗斯台德酸碱反应,制备了一系列质子型离子化合物。除基于三氟乙酸的化合物外,所有制备的化合物在至少270°C温度下均具有热稳定性。它们的固态温度范围为134至220°C,具体取决于所组成的酸和碱。开发并实施了一个简单的物理数学模型来解释这些材料在固态下频率依赖的电响应,并研究它们的离子导电行为随温度的变化。这些离子化合物在完全无水的条件下,分别在固态和熔融状态下显示出高达约5×10⁻⁴和5×10⁻² S/cm的合理离子电导率。短暂暴露于环境气氛后,吸附的水显著增强了传导性能。在短暂暴露于(湿润的)环境空气中后,分别在固态和熔融状态下记录到了高达10⁻³和10⁻¹ S/cm的电导率值。据推测,吸附的水分子可能从(ImH)⁺或(BImH)⁺基团中去除质子,从而通过非质子化的Im或BIm位点实现质子跳跃的链式机制。讨论了这些结果和方法如何启发在固态下设计具有增强质子传导性的质子型离子材料,即使在完全无水的条件下。