理论教育 两种方法对比:高压下离子液体结构与物性研究

两种方法对比:高压下离子液体结构与物性研究

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:传统的实验方法只能获得最高约300 MPa压强范围内的密度数据,而基于金刚石对顶砧和基于活塞圆筒装置的实验方法极大地拓展了原有密度测量的压强范围。图7-15常温时利用不同实验方法获取的密度值和Harris等的密度值随压强变化的关系[[C4mim][BF4],[C4mim][PF6]]本研究中采用的两种测量高压密度的方法相比较,各有优缺点。

两种方法对比:高压下离子液体结构与物性研究

在研究中,我们利用基于不同高压设备的实验方法,获取了高压下[C4mim][BF4]和[C4mim][PF6]的密度数据,将其与Harris等(2005、2007)研究中利用传统方法获取的最大压强范围的密度数据进行比较,如图7-15所示。从图中我们可以得出以下对比结论。

(1)在目前文献报道的离子液体高压密度数据的压强范围内,基于金刚石对顶砧和基于活塞圆筒装置的实验方法获取的密度数据与Harris等(2005、2007)研究中的密度数据基本近似;而在更高压强下,两种实验方法获得的密度数据也具有较好的一致性。这表明这两种高压密度测量方法的有效性,能够准确地测量样品高压下的密度。

(2)传统的实验方法只能获得最高约300 MPa压强范围内的密度数据,而基于金刚石对顶砧和基于活塞圆筒装置的实验方法极大地拓展了原有密度测量的压强范围。

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图7-15 常温(298 K)时利用不同实验方法获取的密度值和Harris等(2005、2007)的密度值随压强变化的关系[(a)[C4mim][BF4],(b)[C4mim][PF6]]

(3)本研究中采用的两种测量高压密度的方法相比较,各有优缺点。首先,基于活塞圆筒装置的实验方法只能获得有限压强范围内的密度,使用铝盒可获得400~1000 MPa压强范围内的密度数据,使用聚四氟乙烯盒子可获取200~550 MPa压强范围的密度数据。而基于金刚石对顶砧的实验方法基本不受压强范围的限制,可以获得更高压强下的密度数据。其次,基于活塞圆筒的实验方法,可实现连续加压,由计算机记录数据,理论上可直接获得一定压强范围内任意压强下的密度数据。而基于金刚石对顶砧的实验方法,加压步长人为控制,不能实现连续加压,只能通过拟合计算某一压强下的密度。综上所述,本书采用的两种测量高压密度的实验方法各有优缺点,对于活塞圆筒装置的实验方法需要进一步探索适合用于制作样品盒的材料,以拓展该方法可应用的压强范围。对于金刚石对顶砧的实验方法,需要进一步提高样品厚度和面积的测量精度,以提高数据的准确性。

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