酚醌類有機物電化學性能及化學電源上的應用

康佳騰

摘 要：酚醌類有機物是基于酚和醌的互變，然后發生脫和嵌過程，具有非常良好的電化學可逆性特點。根據電化學性能影響因素進行分析研究，本文通過對于酚醌類有機物電化學性能研究，評析有機物單體和聚合物化學反應，充分研究電化學特征，提高電化學性能的電極材料特點，研究指出酚醌類有機物在電化學電容器和液流儲能電池中具有非常重要價值。

關鍵詞：酚醌類；有機物；電化學；化學電源

隨著社會進步和經濟發展，能源供應矛盾問題上需要及時解決，比如在風能和太陽能開發過程中，要不斷提高能源戰略意義，保證可再生能源發展穩定性；在儲能設備管理中要利用電源蓄電，減少地理條件限制，實現對于能源規模儲能研究，提高社會經濟價值和效益。研究開發提高電化學性能材料對于化學電源之間相互結合，對于材料使用廣泛性，結合有機物原料合理設計，優化電極電位合理調控管理，做到綠色環保，對于未來電池材料發展提高應用范圍。比如在酚醌類有機物電化學可逆性研究中，要充分提高電極電位、溶解性和穩定性，做好對于酚醌類有機物電化學性能研究和使用。

一、酚醌類有機物的電化學性能概述

（1）電化學性能的研究是電活性物質應用在化學電源應用基礎，有機化合物反應是非常復雜過程，電化學性能和本身結構會受到外在條件影響，科學家會采用實驗和理論計算辦法，研究不同結構的酚醌類有機物氧化還原性質，探討電化學反應機理因素。酚醌類有機物芳香性性質和熱力學參數主要取決于芳環結構，對于影響電化學氧化的難易程度問題，需要及時針對電極和電勢進行有效改變，不同類型的芳環結構的醌類化合物具有不同的電極電勢，需要根據苯醌類化合物的電極電勢進行合理分類，苯醌結構化合物的電極電勢屬于比較高的化合物。

（2）芳環上的取代基對于酚醌類有機物的電極電勢具有很大影響，電子基團可以使得酚醌類有機物電極電勢程度升高，同時會有效的降低電子基因酚醌類有機物的電極電勢，如果電極電勢升高和降低程度不同，主要根據電子的能力判斷。同時還要及時改變酚醌類有機物的電化學反應機理問題，對于電化學反應機理和取代基做好有關過程分析，對于苯環生產產物做好合理電子氧化反應處理，提高電子電化學反應過程研究分析。

二、酚醌類有機物的電解液影響分析

（1）電解液中的溶劑、親核試劑和溶液PH值都可能會對于酚醌類有機物的電化學性能產生一定影響，需要對于苯二酚溶劑的電化學性能研究，以及和酸性水溶液對比。苯二酚在鉑電極上的疏質子溶劑中具有化學可逆性變差，其中三氟甲基磺酸等酸性可以使得溶劑氫離子濃度提高，對于反應平衡苯二酚需要很好移動，提高反應平衡對于苯醌方向移動，提高電極電位負移動。酚醌類有機物的反應機理和電極傳遞具有一定關系，電極表面的修飾需要不斷改善酚醌類有機物的電化學性能，在研究中要集中聚合物、碳材料和氫氧化物等。

（2）酚醌類有機物非常容易和親核實際發生反應，溶液中的試劑存在會改變電化學反應機理，鄰苯二酚和單取代衍生物在甲醇試劑存在電化學反應機理研究，在親核試劑存在情況下，鄰班二酚的電化學反應主要表現是典型的EC過程，首先發生失去兩個電子氧化反應，然后會生成相應的衍生物。酚醌類有機物發生電化學反應過程中，電子轉移同時會伴隨著質子得失，水溶液中的質子濃度和電化學反應機理具有不可忽視的影響因素，研究中還要做好對于咖啡酸的電化學性能分析，在緩沖溶液中質子濃度可以保持不變，三種酚醌類的化合物的電化學反應機理不會受到Hp影響，如果電極電位隨著PH值升高，三種酚醌化合物電化學反應機理就會隨著提高，質子濃度也會隨著反應變化發生一定變化。

三、酚醌類有機物在化學電源上應用分析

（1）有機物具有比無機物更高的電化學容量，需要及時提高對于有機物和二次電池的電極活性材料做好化學儲能，在水溶液中的電化學性能和單電極需要充放電特性，在強酸性條件下四氯對醌的電極反應為簡單的電子氧化中，單電極充放電曲線只有一個平臺可以循環。酚醌類有機物的氧化還原反應可以看作是氫離子的醌基上結合，鋰離子也可以作為抗衡離子氧化還原脫出。鋰電池循環性比較好，但是聚合物沒有形成共軌，不具有導電性，醌基的電活性的利用效率比較低，比容量也只能做到150mAh/g，為了更好改善酚醌類有機物導電性，一般人們會利用聚苯胺等聚合物進行導電骨架處理，制備具有電子導電性能和電化學活性的酚醌類聚合物電極。

（2）醌胺聚合物的動力學比較慢，同時在非水電解液可以溶，聚有機二硫化物的利用效率和循環具有一定穩定性，兩種電話活性不基于SS鍵的芳族衍生聚合物，這類聚合物單體之間會存在硫酸鍵的連接，導電性需要很好改善，碳化聚合物結構能夠有效的組織電解液溶解，在鋰電池正極和硫化聚合物電極容量具有一定相通性，聚合物電極的循環穩定性能夠得到很好提高。在弱酸性條件下，會導致電池充放電曲線呈現兩步電壓比較，在酸性溶液中和沉積型的電化學性能上需要提高電池的電壓能量效率。酚醌類有機物主要是基于酚和醌之間互變，具有非常良好電化學可逆性，能夠有效提高電化學性能。

四、結論

綜上所述，酚醌類有機物的氧化還原反應基于酚和醌氧化互變，同時可以發生脫和嵌過程，具有良好的電化學可逆性，有機物的碳、氫和氧等是常見元素組成，不會受到礦藏資源限制，可以合成，工藝簡便，成本低廉。電化學性能和溶解性是可以調和的，同時是可再生利用，對于酚醌類有機物的電化學性能研究，可以進行大量理論和實驗研究，同時需要提高有機物單體和聚合物在化學電源上應用，特別是針對聚苯胺導電聚合物和高比容量的酚醌基團的結合，在分子級別上不斷提高酚醌基的導電性和電化學反應活性和循環穩定性，提高酚醌類有機物在二次鋰電池的電化學電容器的領域發展，在使得規模儲能的溶液電池上提高應用前景和研究價值分析。

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