模板法制备咪唑基离子液体掺杂二氧化钛颗粒及其电流变性能研究

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电流变液是一种由微纳米颗粒分散在绝缘油中形成的智能流体,当外加电场时,其流变特性(剪切粘度、剪切应力、模量)会发生巨大的转变,可以从类液态转变到类固态,而当电场撤掉时又恢复到类液态,这种变化是瞬时可逆的。本文以离子液体作为模板剂来辅助制备二氧化钛颗粒作为电流变液的分散相材料,首先通过选择不同结构的离子液体做模板剂来探究其对二氧化钛形貌以及晶型结构的影响,重点研究了其对电流变性能的影响;然后选用模板剂效应较强的离子液体,通过控制回流时间探究了不同离子液体含量对电流变性能的影响;最后添加乙酸来辅助制备二氧化钛,并研究了不同乙酸含量对二氧化钛形貌结构与电流变性能的影响。(1)选用了3种不同结构的离子液体作为模板剂,分别制备了TiO2-[BMIm][BF4],TiO2-[BMIm][PF6],TiO2-[HOEtMIm][BF4],结果表明,离子液体的加入使颗粒尺寸变大,表面变粗糙,只有TiO2-[HOEtMIm][BF4]出现锐钛矿相。流变测试发现,加入离子液体后,颗粒的零场粘度都会有所降低,电流变效率都有提高,TiO2-[BMIm][BF4]表现出相对较好的性能。(2)选用模板效应较强的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm][PF6])作为模板剂,控制回流时间6 h和10 h制备了不同离子液体含量的二氧化钛颗粒。结果发现,具有较高离子液体含量的二氧化钛,其流变性能较好,电流变效率也较高,响应性也更好。(3)添加不同摩尔比的乙酸来辅助制备离子液体掺杂二氧化钛。结果表明,随乙酸含量增加,颗粒表面由相对光滑变为小颗粒堆积的粗糙形貌。且乙酸含量增加后,出现锐钛矿相。流变测试发现,加入少量乙酸后,其电流变性能相对较高,但漏电流也较大。随乙酸含量增加,其电流变性能有所降低,但具有更低零场粘度和更高的电流变效率。
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