离子液体(ILs)是一种由阳离子和阴离子构成的熔融盐,它的蒸气压较低,是一种特殊的溶剂。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。
基于此,我们对1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺([Emim][TFSI])和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]和[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。
随后,对[Emim][TFSI]和[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,而[TSFI]-只占据内表面而不存在于。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。
对[Emim][TFSI]和[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。
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
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