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中国科学家找到离子液体结构测定新方法

时间:2009/4/2

   日前,中科院上海应用物理研究所研究员徐洪杰、吴国忠联合小组合作,经过两年多在日本(KEK)、北京(BSRF)和合肥(NSRL)同步辐射光源的尝试,成功利用同步辐射的X射线精细结构分析(XAFS)方法对室温下离子液体的原子内部精细结构进行了测定。

研究组选择由ZnCl2(氯化锌)和氯化胆碱(一种常规的鸡饲料添加剂)构成的系列离子液体,利用XAFS方法对锌元素的K边进行测定,得到了离子液体内部锌原子局域环境的详细信息,由此提出了不同ZnCl2含量下离子液体的分子排列结构;并首次提出在离子液体中ZnCl2能以Cl-Zn-Cl离子对的形式存在,表明了同步辐射在离子液体结构研究中的重要性。相关研究结果近日发表于国际物理化学权威杂志《物理化学杂志B》(J. Phys. Chem. B) (2009,113,2066~2070)上。

离子液体是全部由阳离子和阴离子构成的一类特殊软物质,被认为是自然界中除水和有机溶剂以外的第三种液体,具有很好的导电性和热稳定性,在有机合成、催化、电化学、能源、材料等领域具有广泛的应用前景,是当前全球研究热点之一。

虽然有关离子液体应用的研究报道很多,但是关于离子液体的分子、原子等内在结构特征的研究却很少。这主要是因为常规手段如拉曼光谱和核磁共振等方法无法深入研究离子液体内部原子的精细结构,而先进的同步辐射光源的出现为这方面的研究提供了可能。

 
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