激光诱导[Cnmim][PF6](n=4,6,8)离子液体微结构变化研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:blnxy325
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
室温离子液体被视为普通有机溶剂的最佳替代品之一,其具有几乎不挥发、高热力学稳定性、宽的电化学窗口等优点,在合成、催化、电化学、气体吸收等领域得到了广泛的应用。因为离子液体内部完全由阴离子和阳离子构成,故而其内部存在具有较强可设计性的微不均匀性结构。这种离子液体内部由极性组分和非极性组分构成的微不均匀性结构可以被理论计算与实验所探知。与此同时,这种微不均匀性结构亦可以用不同探针分子的动力学来进行研究。如香豆素153(C153)分子,就是一种良好的用来研究离子液体微不均匀性结构的探针分子。此外,因为卟啉分子的三线态对溶剂微环境中的氧气极为敏感,故而其经常作为探针分子被用于探测微不均匀性体系中与氧气有关的反应和微环境变化。  目前,如何调控离子液体的微不均匀性结构转变以及利用这种转变仍然是一项挑战。基于此,在本工作中利用香豆素153(C153)分子的转动动力学和四苯基卟啉(TPP)分子的三线态动力学成功观测到了激光电场诱导离子液体微结构变化以及氧气随之重新分布的过程,具体工作如下所示:  (1)以C153分子为探针,以时间分辨荧光各向异性光谱为主要实验手段,研究了不同数目的激光脉冲作用下,离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)微结构的转变。研究结果表明,在脉冲激光作用下,更多的阴阳离子对在激光作用范围内聚集,300个激光脉冲作用过后,拥有较少自由体积的离子液体[C4mim][PF6]内部微结构不再变化,而需要500个激光脉冲作用,拥有更多自由体积的离子液体[C8mim]PF6]内部微结构变化过程才得以完成,此时,整个离子液体内部微结构相比起激光作用之前更为有序,自由体积更小。离子液体[C6mim][PF6]拥有三种离子液体中最致密的微区结构以及最少的自由体积,因此其内部没有足够的供其发生微结构转变的自由体积,在激光作用下,其内部微区结构没有明显的变化。  (2)以TPP分子为探针,以纳秒闪光光解瞬态吸收光谱为主要实验手段,研究了不同数目的激光脉冲作用下,离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)中TPP分子的三线态动力学过程。首次观测到,在不同数目的激光脉冲作用下,离子液体离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)中TPP分子的三线态寿命随着作用于样品的激光脉冲数目的增加而增加的现象。通过观测不同数目激光脉冲作用下:除氧后离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)中TPP三线态动力学变化;普通溶剂甲苯、THF中TPP三线态动力学变化;除氧后普通溶剂甲苯、THF中TPP三线态动力学变化;离子液体[C4mim][N Tf2]中TPP三线态动力学变化,排除了可能存在的[PF6]-与氧气反应、TPP与氧气反应、烷基咪唑环阳离子与氧气反应等一系列光化学反应对本实验结果的影响。NMR实验结果表明激光作用前后TPP的离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)溶液体系保持稳定,没有化学反应过程发生。结合MD计算结果,表明离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)中TPP分子的三线态寿命随着作用于样品的激光脉冲数目的增加而增加的现象,是由于在激光电场作用下,离子液体的内部异质性微结构发生转变。由[C8mim]+和[PF6]-阴阳离子对构成的极性微区在激光电场矢量方向发生取向,咪唑环侧面的烷基链被咪唑环带动从而亦发生取向,在离子液体内部异质性微结构发生转变的过程中,被极化的氧气分子发生重新分布,重新分布后的氧气分子更多的聚集于离子液体的极性离子区内部/附近,从而导致分布于非极性烷基链区的部分TPP分子周围氧气浓度下降,三线态寿命增长。于此同时,还发现恒温恒压环境下经过一定时间的静置,离子液体[Cnmim][PF6](n=4,6,8)中被激光作用后具有长三线态寿命的TPP分子的三线态动力学衰减会逐渐变快,经过一定的时间之后,其三线态寿命会恢复到之前未经激光作用的状态。此外,在离子液体[C4mim][BF4]中也发现了同样的现象,证明激光调控离子液体微结构变化有着较为宽广的应用范围。
其他文献
硫化钼在商业上作为加氢处理催化剂,已经有超过70年的历史。它对加氢脱硫反应,加氢脱氮反应和氢化反应等具有很高的催化活性。而这些化学过程对于石油工业以及煤化工等是非常重
学位
[学习情境与任务]rn学校展开“成长教育”主题系列活动,向同学们征集成长目标,并借助人物小传、海报、视频等形式进行宣传.不少同学都选择了《老人与海》中的老渔夫圣地亚哥
期刊
期刊
江泽民总书记的“七一”讲话,高瞻远瞩,总揽全局,内容丰富,系统阐述了“三个代表”重要思想,是一篇马克思主义的纲领性文献。作为一个新组建的大型企业的领导层中的一员,我以
当前,随着石油资源的日益匮乏和经济社会发展对于能源的需求不断增加,急需开辟高效转化非石油碳资源的新途径。经由合成气平台分子催化转化是非石油基碳资源利用的可行途径之一,从合成气出发可以制得汽油、柴油等液体燃料和烯烃、芳烃等化工原料。然而,传统的合成气转化主要为费托合成反应,其产物复杂,且受Anderson-Schulz-Flory(ASF)分布的限制,难以高选择性地得到目标产物。本论文基于双功能催化
学位
学位
作为全国高教体制改革试点院校之一,多年来太原理工大学党委围绕“争一流的党建工作新成绩、创一流的管理工作新效益、树一流的工作作风新形象”的目标,不断加强和改进新形势下
1.我们的同志在困难的时候,要看到 ,要看到光明,要提高我们的勇气。 A.教训 B.问题 C.成绩 D.远景  2.我们的干部要关心每一个战士,一切革命队伍的人都要互相 ,互相爱护,互相帮助
氮氧化物(NOx)是严重的空气污染物,对环境和人类都会造成极大的伤害。目前,对氮氧化物(NOx)的无毒消除(特别是有氧条件下消除)已引起了各国科学家的极大关注,是环保催化中急待解
随着能源需求的日益增加和环境污染的日益严重,如何高效地将太阳能这种可再生且清洁能源收集、转化和储存成为一项具有挑战的重大研究课题。近年来,人们在光解水产氢等实验中发现半导体纳米晶中存在“晶面效应”,其主要表现为表面态造成的能带弯曲诱导光生电荷在不同晶面间分离。深入理解这一效应不仅有助于进一步提升材料的催化性质,同时也为探索纳米材料在其他光物理(化学)过程的表界面效应提供一些例据。锐钛矿相TiO2是
学位