Исследование надмолекулярной организации ионогелей на основе ионной жидкости OMIM BF4 и Аэросила методом МУРР
Время: 09 декабря 14:00
Место: акт зал, 85 корп.
Ионогели – новый класс гибридных материалов, содержащих в себе ионную жидкость (ИЖ), иммобилизованную в твердой матрице. ИЖ – расплавы органических солей, состоящие из пространственно-изолированных органических катионов и неорганических или органических анионов. ИЖ обладают уникальными свойствами: низкая температура плавления, отсутствие давления насыщенных паров, высокая полярность и электропроводность, химическая и термическая устойчивость, широкое окно электрохимической стабильности, негорючесть. Большое внимание привлекают ионогели с использованием матриц на основе SiO2, из-за простоты их производства и широкого спектра применения: от создания суперконденсаторов и биосенсоров до доставки лекарств.Влияние самоорганизации ИЖ в ограниченном пространстве матрицы на морфологию и структуру получаемых ионогелей вызывает наибольший интерес.
В настоящей работе ионогели были получены путем пропитки SiO2 (Aerosil® A380) ионной жидкостью 1-метил-3-октил-имидазолий тетрафторборатом (OMIM BF4). Содержание ИЖ в ионогелях варьировалось от 16,3 до 79,9 мол.%. Об удержании ИЖ в кремнеземе свидетельствовало смещение и уширение сигнала ЯМР BF4– 19F, а также заметное (~50°C) снижение температуры разложения ИЖ. Для ионогелей и чистой ИЖ частоты ИК-колебаний различались, что подтверждает эффект удержания ИЖ в матрице SiO2.
В ходе исследований были обнаружены резкие изменения в структуре OMIM BF4 при ее смешивании с порошком SiO2. Анализ текстурных характеристик показал, что при добавлении ИЖ к SiO2 она последовательно адсорбируется в микропорах, мезопорах и в межчастичном пространстве. Взаимодействие ИЖ с поверхностью кремнезема, скорее всего, обусловлено адсорбцией аниона BF4–. Данные МУРР позволили проследить структурные различия в ионогелях с различным содержанием ИЖ. Важно отметить, что полученные данные показали, что структура твердой фазы практически не меняется при заполнении ИЖ, а структура ИЖ наоборот, что проявилось в » 20% изменении длины корреляций анион–алкил–анион. Для ИЖ, заключенной только в микропорах, такие корреляции не могли быть надежно установлены, что указывает на очень сильные изменения в структуре ИЖ.