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一文介绍离子液体[Hmim][TFSI]与石墨炔纳米管GDYNT混合后的界面相互作用
发布时间:2021-11-03     作者:axc   分享到:

近几年,离子液体和碳纳米结构之间的相互作用引起了科研人员极大的兴趣。离子液体(ILs)完全一种由阳离子和阴离子构成的熔融盐,它的蒸气压极低,是一种非常特殊的溶剂。选择合适的阳离子和阴离子组合,就可以使得ILs的性能以满足特定的应用。

离子液体与碳纳米结构之间相互作用的研究仍处于萌芽阶段,研究方向主要有两方面:(I)探索IL与碳纳米管或石墨烯混合物的性质;(II)探索将IL限制在碳纳米管里的性质。已有研究表明,咪唑基ILs与单壁碳纳米管(SWCNT)混合后能够形成凝胶状材料,这些新型材料可以应用在润滑剂、生物传感器、散热器以及电化学等领域。

 基于此,我们1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺([Emim][TFSI])1-己基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺([Hmim][TFSI])进行建模,如图1所示。通过对[Emim][TFSI][Hmim][TFSI]的结构性质进行表征,并对比已报道的结果,验证了模拟IL所采用的模型。

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后,对[Emim][TFSI][Hmim][TFSI]与CNT的混合物进行模拟并利用柱状密度分布分析、自扩散系数、氢键平均数和相互作用能研究了它们的纳米结构。在IL-CNT混合物中观察到三个不同的区域:受限区域,将IL限制在纳米管的内部区域;壳层区域,厚度为6 Å的外壳区域;壳层区域以外的块体区域。在壳层区域中,阳离子和阴离子紧密堆积在一起。在CNT+[Emim][TFSI]的壳层区域中,阴离子明显比阳离子多,而在CNT+[Hmim][TFSI]的壳层区域里,阴阳离子数量的差异较小。在碳纳米管内部,CNT+[Emim][TFSI]中[Emim]+占据碳纳米管的内表面和中心,而[TSFI]-只占据内表面而不存在于中心。与块体区域相比,壳层区域和受限区域的离子迁移率明显降低。

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 我们进一步对[Emim][TFSI][Hmim][TFSI]与GDYNT的混合物进行了模拟及表征。在GDYNT-ILs混合物中,也存在与CNT相似的三个区域。由于GDYNT的孔隙率比CNT大,IL中较小的原子(F、H)更接近GDYNT的侧壁,这增加了氢键连接的几率,从而增加了相互作用能。较长的烷基尾部靠近GDYNT内壁,这使[Hmim]+离子难以堆积。因此GDYNT内[Hmim][TFSI]的迁移率明显增加。

在两种限制条件下[Emim][TFSI]都倾向于形成有组织的壳层,而[Hmim][TFSI]中阳离子和阴离子之间的空间排列会略显无序。同时两种ILs在壳层区域的质量密度也都高于块体区域的质量密度,但与CNT-IL混合物中相同的壳层区域相比,GDYNT的密度要低一些。

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西安齐岳生物主要供应的离子液体有咪唑类离子液体、吡啶类离子液体、季铵盐类离子液体、季鏻盐类离子液体、AlCl3型离子液体、非AlCl3型离子液体及其他特殊离子液体等等类,我们供应的产品种类丰富,均有现货。

1-丁基-2,3-二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐 cas:350493-08-2

1-丁基-2,3-二甲基咪唑硝酸盐 cas:922521-06-0

1-丁基-2,3-二甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐 cas:765910-73-4

1-丙基-2,3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐 cas:169051-76-7

1-丙基-2,3-甲基咪唑六氟磷酸盐 cas:157310-73-1

1-丙基-2,3-甲基咪唑四氟硼酸盐 cas:157310-72-0

1-丙基-2,3-甲基咪唑溴盐 cas:107937-17-7

1-乙基-2,3-二甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐 cas:174899-72-0

1-乙基-2,3-二甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐 cas:174899-90-2

1-乙基-2,3-二甲基咪唑溴盐 cas:98892-76-3

1-乙基-2,3-二甲基咪唑氯盐 cas:92507-97-6

1-十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐 cas:244193-64-4

1-十六烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐 cas:219947-95-2

1-十六烷基-3-甲基咪唑溴盐 cas:132361-22-9

1-十四烷基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐 cas:404001-49-6

1-十四烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐 cas:219947-94-1

1-十四烷基-3-甲基咪唑溴盐 cas:471907-87-6

1-十二烷基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐 cas:404001-48-5

1-十二烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐 cas:901791-87-5

1-十二烷基-3-甲基咪唑硝酸盐 cas:799246-93-8

1-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐 cas:219947-93-0

1-十二烷基-3-甲基咪唑氯盐 cas:114569-84-5

1-癸基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐 cas:433337-23-6

1-癸基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐 cas:412009-62-2

1-癸基-3-甲基咪唑硝酸盐 cas:1057409-91-2

1-辛基-3-甲基咪唑硫氰酸盐 cas:847499-72-3

1-辛基-3-甲基咪唑硫酸氢盐 cas:497258-85-2

1-己基-3-甲基咪唑硫酸氢盐 cas:478935-29-4

1-己基-3-甲基咪唑硫氰酸盐 cas:847499-74-5

1-己基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐 cas:460345-16-8

1-己基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐 cas:916729-96-9

1-己基-3-甲基咪唑高氯酸盐 cas:648424-43-5

1-己基-3-甲基咪唑硝酸盐 cas:203389-26-8

1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯 cas:663199-28-8

1-丁基-3-甲基咪唑对甲基苯磺酸盐 cas:925230-47-3

1-丙基-3-甲基咪唑硝酸盐 cas:649745-76-6

1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐 cas:342573-75-5

1-乙基-3-甲基咪唑**二乙*盐 cas:848641-69-0

1-乙基-3-甲基咪唑双氰胺盐 cas:923019-22-1

1-丁基-3-甲基咪唑双氰胺盐 cas:448245-52-1

溴化1-丁基-3-甲基咪唑 cas: 85100-77-2


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