离子液体金电极界面零电荷电位的测定研究.pdfVIP

2 3 离子液体/金属电极界面零电荷电位的测定研究 中文摘要 离子液体/金属电极界面零电荷电位的测定研究 中文摘要 离子液体由于在室温或室温附近呈液态，并具有良好的导电性、宽的电化学窗口 和可调控性等优点，在电化学领域得到了广泛的应用。但由于其极高的浓度而导致传 统的双电层理论不能完全适用于离子液体体系，而有关离子液体的电化学应用均涉及 到离子液体/金属电极的界面结构，因此对其双电层结构的解析研究成为关键问题。 本文在此前提下，发展了电化学现场表面增强拉曼光谱 (SERS) 用于测定零电荷 电位 (pzc)，解析了咪唑型离子液体取代基侧链长度对界面结构的影响，主要研究结 果如下： (1) 基于分子在荷电界面吸附行为的变化，发展电化学现场 SERS 技术从分子水 平测定金银电极在咪唑型阳离子与四氟化硼阴离子体系中的pzc 。通过1- 甲基-3- 己基 四氟硼酸盐(HMIMBF ) 的阳离子吸附取向变化所导致的光谱特征变化测定pzc 。实验 4 结果表明：在pzc 附近，咪唑阳离子的吸附构型发生了改变，电极表面荷正电荷时， 咪唑环以垂直方式吸附，随电位负移咪唑环逐渐倾斜吸附，甚至平躺吸附。 (2) 采用多种方法测定体系的 pzc ，并进行比较。通过预控不同电位浸入电极并 记录电流响应曲线方法测定金银电极pzc ，采用电化学微分电容方法测定同类离子液 体的零电荷电位，结果表明零电流电位可作为pzc ，并与SERS 结果一致。 (3) 结合微分电容以及电化学现场 SERS 技术研究了阳离子咪唑环上取代基烷基 侧链长度对金和银电极体系pzc 的影响。研究表明驼峰型微分电容曲线的最低值所处 电位为pzc ，随离子液体阳离子咪唑环(C H )(C H N CH ) + (n=2, 4, 6, 8, 10)侧链烷 n 2n+1 3 3 2 3 + + + + + 基长度(分别为EMIM (n=2)、BMIM (n=4)、HMIM (n=6)、OMIM (n=8)、DMIM (n=10) ) 的增加，微分电容曲线最低值的电容逐渐减小，pzc 正移，这主要由于咪唑环与电极 表面的作用类似阴离子特性吸附，且该作用随侧链长度增加而减弱所致。 关键词：表面增强拉曼光谱；微分电容；离子液体; 零电荷电位；侧链长度 作 者：刘 岩 指导教师：袁亚仙 副教授 I Abstract Investigation of Determination on the Potential of Zero Charge at Ionic Liquids/Metal Electrode Interface Investigation of Determination on the Potential of Zero Charge at Ionic Liquids/Metal Electrode Interface Abstract Due to several advantages involving liquid properties at room temperature an