基于吩噻嗪的氧化还原活性分子在不同支持盐环境中的黏性流动性质与水动力直径
软凝聚态物质
2020-11-17 v1
摘要
我们报道了一种氧化还原活性有机分子N-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙基)吩噻嗪（MEEPT，一种非水氧化还原液流电池的候选材料）及其两种自由基阳离子盐的黏性流动性质。微流体黏度计能够在小样品量下测定非水溶剂乙腈中作为剪切速率和浓度函数的黏度，包括有和无支持盐的情况。所有测试溶液在高达30,000 1/s的剪切速率下均表现出牛顿流体行为，这可通过无聚集的单个MEEPT分子基于扩散的弛豫时间的标度论证加以解释。纯MEEPT具有流动性，但在室温下黏度很大（412 mPa s），约为乙腈的1,000倍。当溶解于乙腈中时，MEEPT溶液黏度很低；在浓度高达0.5 M时，黏度增加小于两倍。从浓度依赖的黏度测量中，通过特性黏度（水动力直径）和Huggins系数（相互作用）推断出分子信息。使用贝叶斯信息准则（BIC）评估模型拟合可信度。研究发现，MEEPT及其带电阳离子在浓度高达0.5 M时是“可流动的”且不发生絮凝。MEEPT的水动力直径约为0.85 nm，对支持盐和电荷状态基本不敏感。该尺寸与使用密度泛函理论计算优化结构得到的单分子分子尺寸相当。结果表明，就其黏性流动性质而言，MEEPT是氧化还原液流电池的有前途的候选材料。
引用
@article{arxiv.2004.04127,
title = {Viscous flow properties and hydrodynamic diameter of phenothiazine-based redox-active molecules in different supporting salt environments},
author = {Yilin Wang and Aman Preet Kaur and N. Harsha Attanayake and Zhou Yu and Thilini M. Suduwella and Lei Cheng and Susan A. Odom and Randy H. Ewoldt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.04127},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 11 figures in manuscript; 8 pages, 5 figures in supporting information