纳米多孔碳中的离子液体动力学：基于超级电容器材料的孔径与温度依赖的中子谱学研究
化学物理
2020-06-02 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
软凝聚态物质
应用物理
摘要
利用准弹性中子谱学，研究了空间限域对室温离子液体1-N-丁基吡啶双(三氟甲基磺酰)亚胺（[BuPy][Tf_2N]）在亚纳米至几纳米不同孔径多孔碳化物衍生碳内热激发随机阳离子动力学的影响。利用固定窗口扫描（即扫描样品参数而仅观测某一特定能量转移值）的优势，获得了宽温区内动力学景貌的概览。结果表明，即便这些数据显示已能相当全面地理解限域引起的分子迁移率相对于块体之改变。在选定温度下对全能量转移谱的补充性更细致分析揭示了两个不同时间尺度上的平移扩散过程。两者均显著慢于块体液体，且各自自扩散系数随纳米孔尺寸减小而降低。相似孔径纳米多孔碳中分子自扩散的不同热活化能表明，除纯限域程度外，孔形貌对分子迁移率亦具重要性。尽管动力学变慢，我们仍表明纳米限域下液态的温度范围显著扩展至更低温度，这有益于此类体系的潜在技术应用。
引用
@article{arxiv.2005.02851,
title = {Ionic liquid dynamics in nanoporous carbon: A pore-size- and temperature-dependent neutron spectroscopy study on supercapacitor materials},
author = {Mark Busch and Tommy Hofmann and Bernhard Frick and Jan P. Embs and Boris Dyatkin and Patrick Huber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02851},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 9 figures (in press)