离子液体在受限纳米尺度空间中的结构性质

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanxiqq
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
离子液体以其熔点低,安全性能好以及电化学窗口宽等性质,在绿色化学溶剂和电解液等领域具有广泛的应用前景。近年来,碳纳米管和石墨烯等新型碳纳米材料的迅速兴起,针对纳米受限环境下的离子液体的结构与性质的研究也广泛展开。本文采用计算机模拟方法研究了受限在一维碳纳米管中的离子液体的结构和相变,我们发现受限的离子液体在400K时发生相变,并且在受限环境下转化为一维的离子液体纳米管晶体,其X射线衍射图在1.7(A)-1处出现明显衍射峰,表现出与离子液体本体明显不同的晶体结构特征。  本文采用分子动力学模拟方法研究了从300K到500K受限在半径为6.78(A)的(10,10)一维单壁碳纳米管中的离子液体氯化1,3-二甲基咪唑([Dmim][Cl])结果表明,在400K时,碳纳米管内的离子液体发生一级相变。在低于400K时,离子液体呈现晶体形态,在碳纳米管的内部结晶形成一个以碳纳米管轴为轴,半径约为3.2(A)的离子液体纳米管晶体。通过模拟离子液体纳米管的X射线衍射发现,在温度低于400K时,在1.7(A)-1处出现明显衍射峰,对应于离子液体沿碳纳米管轴的方向有序的层状分布,相邻离子的层间距约为3.7(A)。通过结构分析,我们发现受限在碳纳米管中的离子液体由于其阳离子中的咪唑环的共轭π轨道和外部碳纳米管中碳六元环的共轭π轨道的堆叠作用,阳离子和碳纳米管壁基本平行。随着温度的升高,碳纳米管内的离子液体纳米管的有序层状结构逐渐趋于无序,离子液体的阴阳离子向碳纳米管的中心部位扩散,受限的离子液体从晶态转化为液态。  本研究探索了一维纳米受限空间中离子液体的结构与相变,发现受限环境下的离子液体在400K时转化为一维离子液体纳米管晶体,并对此结构进行了解析。本研究结果可望对实验研究提供计算机模拟的参考。
其他文献
本文对不同热处理条件下的AZ91镁合金及Al18B4O33W/AZ91复合材料在3.5wt﹪NaCl水溶液(pH=6.2)中进行了浸泡及电化学腐蚀试验。研究结果表明,经T6处理后的AZ91合金在NaCl水溶
本文主要讨论冰雪景观设计在丰富校园文化中的应用.从冰雪景观设计概念介绍、丰富校园文化的意义来诠释冰雪景观设计在丰富校园文化中的可能性.以此丰富冬季的校园生活,培养
生物材料不仅在提高人类的生活质量、保护人类健康、挽救生命等方面具有重大的社会效益,而且已经成为各国经济新的增长点。虽然现今已有很多种类的金属基生物材料广泛应用于临
现阶段的数学教学需要教师合理分析学生的学习情况,因材施教,需要教师经常开研讨会.此外,教师应经常组织学生分析自身学习中的问题,如果不及时对问题进行分析就会导致学生的
本文研究了一种Al-Zn-Mg-Cu合金经过不同单级时效和双级时效的显微组织和各方面性能变化。首先,通过透射组织研究表明,单级时效更有利于获得细小且分布密度更高的晶内析出
随着新课改的不断变革,信息技术的创新和发展,在高中历史课堂教学中通过多媒体技术的应用,突破了传统的“填鸭式”历史教学模式,通过现代信息技术的应用,给学生展现了生动、
期刊
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
锂离子电池具有高的能量密度,高充放电效率,寿命长以及无记忆效应等优点,已成为满足未来经济社会可持续发展的高能电池之一,电极材料是其发挥这一效能的关键。然而前商业上普遍使用的石墨负极材料,理论容量较低,无法满足高能量应用的要求,如汽车动力电源、智能电网等。因此,人们致力于研究新的电池材料来满足未来锂离子电池的发展需求。就这一点而言,过渡金属氧化物及过渡金属硫化物具有高的理论比容量,成为近年来负极材料
期刊