离子液体有机高分子凝胶

1.国家出版基金项目“离子液体丛书”分册之一；
2.“丛书”由我国绿色化学化工杰出领军人张锁江院士和韩布兴院士牵头组织编写；
3.汇聚我国离子液体领域30余所知名高校、科研院所的优秀杰出人才，包括院士、杰青、优青等近百人共同编撰；
4.学术价值：
⑴“丛书”是同类书籍从“无”到“有”的突破，首次将离子液体这一飞速发展的绿色材料的相关理论散点进行梳理、归纳、总结，内容横跨基础理论、应用、工业实例解析；
⑵对离子液体未来成为一门新的学科方向，起到不可估量的作用。
5.应用价值：有望成为离子液体相关从业人员的案头百科全书和参考典范，为我国实现“双碳”目标提供有力的科技支撑。

《离子液体有机高分子凝胶》是“离子液体丛书”分册之一。本书围绕离子液体凝胶的基本原理、组成和性能，归纳总结了近年来离子液体有机高分子凝胶的最新进展。书中分别介绍了离子液体的原理和特征，有机小分子和超分子离子液体凝胶、离子液体聚合物凝胶及其在催化、新能源器件、传感器、自愈合材料、环境修复等领域的应用，还介绍了低共熔溶剂型离子凝胶的研究进展。本书收集了大量具有创新思想和科学价值的实例及其设计理念，内容丰富、脉络清晰，集科学性、应用性和先进性于一体。
本书既可作为高等院校化学、化工、生物、环境、材料等相关专业研究生和高年级本科生的教材，也可作为相关行业科技工作者的参考资料。

闫立峰，中国科学技术大学教授、博士生导师，主要从事绿色化学和高分子化学与物理研究，具体包括：1）大分子纳米药物：近红外成像引导的癌症诊疗研究；2)碳材料及其在催化、能量高效转化中的应用；3)以生物质为原材料的绿色化学研究;4)科技考古。中国化工学会离子液体专业委员会委员，同时还兼任“Materials”、“Materials Science and Nanotechnology”、“General Chemistry”、《精细化工》、 《煤炭与化工》等杂志编委。合肥微尺度物质科学国家研究中心和中科院软物质化学重点实验室成员。生物质洁净能源安徽省重点实验室副主任。目前已发表SCI与EI收录学术论文180余篇，被引用6300多次，H-index:37，申请发明专利7项(3项已授权)。科研项目包括国家自然科学基金、科技部“973项目”子课题、“863项目”子课题、企业合作项目等。2014年中国科学院优秀导师奖，2014年中国科学技术大学优秀导师奖。获国际先进材料联合会(IAAM)颁发的“2017 Asian Advanced Materials Award”奖， 2018年获“张懋森基金奖”，2020年中科大“平凡教育基金奖”。

1 绪论 001-010
1.1 凝胶及其分类 002
1.1.1 凝胶交联作用力本质 002
1.1.2 凝胶的分类 002
1.1.3 溶胶-凝胶过程 006
1.2 离子液体与凝胶 007
参考文献 009

2 离子液体凝胶 011-040
2.1 离子液体 012
2.1.1 离子液体原理与分类 012
2.1.2 离子液体特征 015
2.2 离子液体凝胶及其分类 019
2.2.1 聚合物离子液体凝胶 022
2.2.2 胶体离子液体凝胶 031
2.2.3 离子液体作为凝胶因子 035
参考文献 037

3 有机小分子和超分子离子液体凝胶 041-068
3.1 有机小分子和超分子凝胶简介 042
3.2 离子液体有机小分子凝胶 043
3.2.1 小分子酰胺作为离子液体凝胶剂 043
3.2.2 离子分子作为离子液体凝胶剂 049
3.2.3 碳水化合物衍生物作为离子液体凝胶剂 053
3.2.4 胆固醇衍生物作为离子液体凝胶剂 058
3.2.5 羧酸衍生物作为离子液体凝胶剂 061
3.2.6 其他离子液体凝胶剂 062
参考文献 064

4 离子液体聚合物凝胶 069-106
4.1 聚合物凝胶特性 070
4.1.1 溶胀性 071
4.1.2 响应性 076
4.1.3 弹性 079
4.1.4 坍塌性 079
4.1.5 纳米结构 080
4.1.6 黏弹性 081
4.2 离子液体聚合物凝胶的制备 082
4.2.1 离子液体固定聚合物凝胶 084
4.2.2 离子液体基聚合物复合凝胶 086
4.3 响应型离子液体-聚合物材料 088
4.3.1 光响应 089
4.3.2 热响应 091
4.3.3 pH响应 094
4.3.4 磁电响应 097
4.3.5 压阻响应 099
4.3.6 生物与湿度响应 099
4.3.7 电机械响应 101
参考文献 103

5 离子液体有机高分子凝胶在催化中的应 107-130
5.1 离子液体有机高分子凝胶 108
5.1.1 聚离子液体凝胶 108
5.1.2 高分子-离子液体复合凝胶 112
5.1.3 PILs型离子液体凝胶 114
5.2 离子液体有机高分子凝胶在催化中的应用 116
5.2.1 离子液体有机高分子凝胶有机功能催化 116
5.2.2 离子液体有机高分子凝胶/金属离子型催化剂 120
5.2.3 离子液体有机高分子凝胶/纳米金属型催化剂 121
5.2.4 离子液体有机高分子凝胶/金属氧化物型催化剂 123
5.2.5 离子液体有机高分子凝胶/金属卟啉型催化剂 123
5.3 结论与展望 124
参考文献 124

6 离子液体有机高分子凝胶在新能源器件中的应用 131-162
6.1 背景介绍 132
6.1.1 离子液体的电化学性质 132
6.1.2 形成离子液体有机高分子凝胶电解质的基本条件 133
6.2 离子液体有机高分子凝胶在超级电容器中的应用 135
6.2.1 超级电容器的概述 135
6.2.2 离子液体有机高分子凝胶电解质在超级电容器中应用的电导率与电压窗口 136
6.2.3 离子液体有机高分子凝胶电解质在超级电容器中的赝电容行为 137
6.2.4 离子液体有机高分子凝胶电解质在超级电容器中应用的热稳定性 138
6.2.5 聚离子液体有机高分子凝胶电解质在超级电容器中的应用 139
6.3 离子液体有机高分子凝胶在锂离子电池中的应用 141
6.3.1 锂离子电池的概述 141
6.3.2 离子液体有机高分子凝胶电解质在锂离子电池中应用的离子电导率 143
6.3.3 离子液体有机高分子凝胶电解质在锂离子电池中应用的锂离子迁移数 146
6.3.4 离子液体有机高分子凝胶电解质在锂离子电池中应用的电化学稳定性 148
6.3.5 离子液体有机高分子凝胶电解质在锂离子电池中应用的热稳定性 149
6.4 离子液体有机高分子凝胶在染料敏化太阳能电池中的应用 150
6.4.1 染料敏化太阳能电池的概述 150
6.4.2 离子液体凝胶电解质在染料敏化太阳能电池中的光电转化效率 151
6.5 离子液体有机高分子凝胶在其他新能源器件中的应用 152
6.5.1 离子液体有机高分子凝胶在锌基储能器件中的应用 152
6.5.2 离子液体有机高分子凝胶在燃料电池中的应用 154
6.6 结论与展望 156
参考文献 157

7 离子液体凝胶传感器 163-184
7.1 传感器基本原理 164
7.1.1 物理传感器 165
7.1.2 化学传感器 166
7.1.3 生物传感器 166
7.2 离子液体凝胶的响应特性 167
7.3 离子液体凝胶传感器 167
7.3.1 电子皮肤 168
7.3.2 显示器件 174
7.3.3 软制动器 176
参考文献 182

8 离子液体自愈合材料 185-226
8.1 自愈合材料及机理 186
8.1.1 自愈合材料 186
8.1.2 不同体系自愈合机理 187
8.1.3 不同触发自愈合机理 203
8.2 离子液体凝胶自愈合材料 208
8.2.1 自愈合结构设计 208
8.2.2 自愈合材料应用 215
参考文献 222

9 离子液体凝胶用于环境修复 227-258
9.1 离子液体凝胶的吸附特性 228
9.2 离子液体凝胶在环境修复中应用 232
9.2.1 空气中CO2的脱除 232
9.2.2 含氨基的离子液体气凝胶 235
9.2.3 离子液体修饰的COF材料 236
9.2.4 离子液体修饰的MOF材料 237
9.2.5 甲苯-正庚烷的分离 239
9.3 离子液体在废水治理中应用 240
9.3.1 染料吸附 241
9.3.2 重金属离子吸附 246
9.3.3 硝酸盐和亚硝酸盐的检测 250
9.3.4 药物去除 251
9.3.5 苯酚的去除 254
参考文献 255

10 低共熔溶剂基离子凝胶 259-279
10.1 DES简介 260
10.2 凝胶剂类型 265
10.3 DES离子凝胶的物理化学特性 273
10.4 DES离子凝胶的应用 274
10.4.1 在能源领域应用 274
10.4.2 在生物电子中应用 275
10.4.3 在废水处理中应用 276
10.5 DES离子凝胶的前景与挑战 276
参考文献 278

附录 本书离子液体速查表 280-289

索引 290-291