阳离子本身具有特定的结构而具有某种特殊功能，红宝石电容功能化离子液体

功能化离子液体即是在阴、阳离子中引入一个或多个官能团或因阴、阳离子本身具有特定的结构而具有某种特殊功能，或在反应中作为溶剂或催化剂的可设计合成的离子液体。功能化离子液体的出现使离子液体变得更加具有吸引力，已经成为离子液体发展的主导方向。目前，功能化离子液体正处于迅速发展的时期，合成路线日渐成熟，应用领域已由最开始简单的用作溶剂逐步扩展到大量功能性材料的合成、物质的分离和纯化、地质样品的溶解、电化学应用等领域。但是功能化离子液体自身仍存在一些不足，由于离子液体中咪唑侧链的官能团的引入，会导致其自身化学性质、热稳定性、电化学窗口以及黏度的变化，并且不利于提纯。因此，目前功能化离子液体需要解决的问题主要在于确定功能基团的结构与相应物理化学性质之间的构效关系，发挥其液态性质的优势，以选择引入针对现实需求的更为有效的功能性基团。红宝石电容根据不同功能团的特性，我们选取了一些体积较小的阴离子对常见咪唑类离子液体进行了功能化，并以这些离子液体为电解质（液），研究了它们的电化学性质。离子液体［CnMIM］［SCN］的超电容性质研究以活性炭为电极，［C3MIM］［SCN］、［C4MIM］［SCN］、［C5MIM］［SCN］三种离子液体为电解液的红宝石电容器的交流阻抗测试图（振幅为5mV，扫描频率3%0KHz～10MHz），［C3MIM］［SCN］、［C4MIM］［SCN］、［C5MIM］［SCN］电解液的红宝石电容器的内阻分别是0.3Ω、0.35Ω和0.19Ω，要明显小于离子液体［C4MIM］［BF4］、［C4MIM］［PF6］的内阻值。［SCN］电解液的负向和正向扫描的循环伏安曲线。扫描速率为5mV·s-1，扫描电位区间分别为-2～0V/0～2.4V，显示了具有规则形状、趋势稳定的循环伏安曲线，随电压的增大，未出现氧化还原峰，说明电化学稳定性好，适合作为红宝石电容器的工作电解质（液）。三种室温离子液体的电化学窗口的大小顺序为：［C3MIM］［SCN］>［C4MIM］［SCN］>［C5MIM］［SCN］。阳离子取代基上烷基碳链的长短影响电化学窗口的大小，烷基碳链的链长越短，离子液体的电化学窗口越大，这主要与离子体积大小、迁移速度快慢有关，电容器的负向和正向扫描的循环伏安曲线图7-7为［C3MIM］［SCN］、［C4MIM］［SCN］、［C5MIM］［SCN］电解液在3%mA·cm-2下的恒流充/放电曲线。从图中可以看出电压随时间变化呈线性关系，说明电极表面反应的可逆性良好，放电初始产生的电压降主要是由于离子液体本身的黏度，红宝石电容在作为电解液时会产生一定的溶液内阻，导致电子迁移速率减慢。在相同的电流密度下三种离子液体的充/放电时间基本相同，［C3MIM］［SCN］所能承受的最大电压更高，比较［C4MIM］［SCN］和［C5MIM］［SCN］两种离子液体，［C3MIM］［SCN］的电压降明显较小，说明［C3MIM］［SCN］离子液体充/放电速度较快，溶液内阻较低。