離子液體在納米尺度下相行為
離子液體是完全由陰陽離子組成的一類特殊鹽類,由于離子液體獨特的物理化學性質,如幾乎不揮發(fā)、不可燃、熱穩(wěn)定性好等特性,使其在合成、分離和催化等許多領域,特別在表面催化、燃料電池中的電解質和導電復合材料方面都有著廣泛用途,而應用中會涉及離子液體受限于納米空間,其相變的研究是該領域研究的熱點。
研究發(fā)現(xiàn),不同氣氛下離子液體在多孔SiO2(平均孔徑4nm)孔道中填充后,其物化性質表現(xiàn)出巨大差異。在高真空條件下,離子液體填充SiO2后的熔點顯著升高,升高約140攝氏度,這與其他文獻報道的結果不同,大多數(shù)文獻報道離子液體填充在納米空間其熔點下降。分析認為,采用高真空填充離子液體,可以使離子液體幾乎填充滿整個孔道(如圖1上圖),體系只有固液相界面,納米尺度下強烈的界面誘導作用和納米限域效應導致離子液體呈現(xiàn)類晶體性質,高分辨TEM圖也顯示填充后離子液體均勻分散在孔道內(圖2c)。而常壓條件下填充時,因孔道內壓縮氣體的存在,離子液體只能吸附在孔道入口處或者部分進入孔道內部,體系形成復雜的氣-液-固三相界面,離子液體分子排列比較松散,導致離子液體熔點下降。
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