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上海应物所研究纳米尺度下离子液体相行为取得进展
近日，中国科学院上海应用物理研究所辐射化学研究室吴国忠课题组研究受限空间内离子液体的相行为取得新进展，相关研究成果发表在Journal of Physical Chemistry Letters上。
离子液体是完全由阴阳离子组成的一类特殊盐类，由于离子液体独特的物理化学性质，如几乎不挥发、不可燃、热稳定性好等特性，使其在合成、分离和催化等许多领域，特别在表面催化、燃料电池中的电解质和导电复合材料方面都有着广泛用途，而应用中会涉及离子液体受限于纳米空间，其相变的研究是该领域研究的热点。
研究发现，不同气氛下离子液体在多孔SiO2(平均孔径4nm)孔道中填充后，其物化性质表现出巨大差异。在高真空条件下，离子液体填充SiO2后的熔点显著升高，升高约140摄氏度，这与其他文献报道的结果不同，大多数文献报道离子液体填充在纳米空间其熔点下降。分析认为，采用高真空填充离子液体，可以使离子液体几乎填充满整个孔道(如图1上图)，体系只有固液相界面，纳米尺度下强烈的界面诱导作用和纳米限域效应导致离子液体呈现类晶体性质，高分辨TEM图也显示填充后离子液体均匀分散在孔道内(图2c)。而常压条件下填充时，因孔道内压缩气体的存在，离子液体只能吸附在孔道入口处或者部分进入孔道内部，体系形成复杂的气-液-固三相界面，离子液体分子排列比较松散，导致离子液体熔点下降。
论文信息：Unravelling the Role of the Compressed Gas on Melting Point of Liquid Confined in Nanospace, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3: 1052−1055.
图1. 不同气氛下离子液体填充多孔SiO2的示意图
图2. 高分辨STEM图及EDX谱比较：SiO2 (a, d), 离子液体负载SiO2 (b, e), 离子液体填充SiO2(c, f)
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