理论教育 高压下离子液体的结构与物性研究结果

高压下离子液体的结构与物性研究结果

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-27~展示了[Emim][PF6]在加压过程中不同压强下4个波数段的拉曼光谱。实验获得的[Emim][PF6]拉曼光谱中,3个拉曼峰479.15cm-1,577.69cm-1,750.99cm-1对应于[Emim][PF6]阴离子[PF6]-的3种振动模式。其余拉曼峰主要由阳离子部分贡献。因常温常压下,[Emim][PF6]为固态,故推测该相变为固—固相变。

高压下离子液体的结构与物性研究结果

图3-27(A)~(D)展示了[Emim][PF6]在加压过程中不同压强下4个波数段的拉曼光谱。图3-28(a)~(d)展示了各拉曼峰随压强的变化关系。

实验获得的[Emim][PF6]拉曼光谱中,3个拉曼峰479.15cm-1,577.69cm-1,750.99cm-1对应于[Emim][PF6]阴离子[PF6]的3种振动模式。此与RolfW.Berg(2007)的研究中指认的拉曼峰相一致。两者的差别主要由不同阳离子对阴离子振动模式的影响所致,以及不同压强下拉曼峰峰位移动所致。其余拉曼峰主要由阳离子部分贡献。

从图3-27(a)~(d)可以看出,随着压强增加,拉曼峰均向高波数方向偏移。这是由于压强增加,使分子间及分子内部原子间的距离缩短,导致咪唑环收缩,C—C、C—N、C—H等键长缩短等现象发生,相应的键力增强,振动频率增加,故拉曼峰向高波数方向移动。不同的拉曼峰随压强的变化速率不同,是不同的振动模式受压强的影响程度不同所致。(www.daowen.com)

由图3-27(c)、(d)可以看到,当压强达到0.86 GPa时,在2957.7 cm-1和3000.5 cm-1波数位置出现新的拉曼峰,这表明在此压强下[Emim][PF6]分子内部出现新的振动模式,结构发生了变化。此外,拉曼峰1427.75 cm-1、1434.43 cm-1、1471.21 cm-1、1580.57 cm-1、2965.5 cm-1、2990.34 cm-1和3025.12 cm-1随压强增加的变化曲线在0.86 GPa压强点附近出现明显的拐点,表明[Emim][PF6]中对应振动模式在此压强点前后处于不同的物理状态,由此推测:[Emim][PF6]在压强增加到0.86 GPa时可能发生了相变。因常温常压下,[Emim][PF6]为固态,故推测该相变为固—固相变。此结论与苏磊(Su et al,2009)用原位DTA等测试手段证实在液相与固相之间存在中间相的研究结果相符。继续加压,达到实验提供的最高压强2.24 GPa时,没有再出现旧峰消失、新峰出现、拉曼峰随压强变化速率突变等现象,表明在此压强范围内该结构保持一定的稳定性。

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