《電極-離子液體界面的電化學和掃描隧道顯微術研究》是依託廈門大學，由顏佳偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電極-離子液體界面的電化學和掃描隧道顯微術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：顏佳偉
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
室溫離子液體在電化學領域中具有寬廣的芝厚殃套用背景。然而，離子與表面的相互作用和高離子強度的特徵使得電極-離子液體界面具有不同於水溶液、乃至無機熔鹽的特殊性質。本項目擬針對電極-離子液體界面結構和性質這一重要基本科學問題，運用單晶電極和電化學STM技術，結合微分電容測量，研究離子液體與電極表面的相互作用，探討電極-離子液體界面雙電層結構。選擇具有不同側鏈長度的咪唑類陽離子和不同配位能力的陰離子構成的離子液體，系統蜜辯主研究微分電容曲線的規律；運用電化學STM探明離子液體在單晶表面的吸附行為；運用距離隧道譜測量垂直於電極-離子液體界面方向的隧穿勢壘；結合理論模擬,探討電極-離子液體電界面中離子液體一側的縱向結構信息。本項目研究可望進一步理解離子液體與電極表面的相互作用，為正確理解微分電容曲線和判斷零電荷電勢、建立合理的電極-離子液體界面結構模型提供依據，對促進電化學基本理論的發展有重要的學術意義。
結題摘要
室溫離子液體離子與電極表面的相互作用和高離子強度的特徵使得電極-離子液體界面具有不同於水溶液以及無機熔鹽的特殊結構和性質。本項目針對電極-離子液體界面結構和性質這一重要基本科學問題，運用單晶電極和電化學掃描隧道顯微術，結合微分電容測量，研究離子液體與陵膠放民電極表面的相互作用，探討電極-離子液體界面雙電層結構。具體內容包括選擇滲再立具有不同側鏈長度的咪唑類陽離子和陰離子構成的離子液體，系統研究微分電容曲線的規律；運用電化學STM 探明離子液體在單晶表面的吸附行為；運用距離隧道譜測量垂直於電極-離子液體界面方向的隧穿勢壘，並結合理論棕贈察陵探討電極-離子液體電界面中離子液體一側的縱向結構信息。不同側鏈長度的咪唑類陽離子與BF4-或PF6-陰離子構成的四種離子液體中，微分電容曲線均呈現出鐘形特徵，但陽離子為PMI+或OMI+時，從約-0.5V開始上升的電容干擾了鐘形特徵。類膠束吸附結構出現的電位相近，均在-0.6 V左右，即微分電容局域最大處。咪唑陽離子上的烷基側鏈較長時(OMI+)，在形成有序的類膠束吸附結構後，電位進一步負移會造成有序結構轉變為無序，造成微分電容曲線在很負的電位時出現與短鏈體系不同的特徵。電極-離子液體界面零電荷電位通常應該處於微分電容曲線的極大值還是極小值在文獻報導中存在分歧，以上結果對零電荷電位的指認提供了實驗上的依據。咪唑陽離子在不同材料和晶面取向的單晶電極表面吸附行為和結構具有共性和多樣性，在Au 和 Pt 的(100)和(111)單晶電極表面均能形成類膠束吸附結構，該結構的寬度與咪唑陽離子的烷基側鏈長度以及基底晶面取向有關，這種有序吸附結構可保護下面的金屬基底。但是在四方排列的(100)表面，咪唑陽離子的類膠束吸附結構形成的疇區取向互為正交；而在六方排列的(111)表面，則形成各向同性的取向汗槳拒。在零電荷電位附近，界面電子隧穿所需克服的勢壘較高，電位負移會誘導陽離子吸附於表面，從而為電子隧穿提供了中間態，導致勢壘的降低；咪唑陽離子烷基側鏈的增長導致界面電子隧穿勢壘顯著下降。以上研究結果為理解離子液體與電極表面的相互作用，正確理解微分電容曲線和判斷零電荷電勢、建立合理的電極-離子液體罪民界面結構模型提供實驗依據。
