Исследование строения ионных жидкостей и их растворов

Project

Description

Как отмечено в аннотации, совместные исследования учёных Вильнюсского и Санкт-Петербургского университетов в исследовании ИЖ успешно развиваются. В 2016-17 годах литовские учёные передали 7 образцов ИЖ в СПбГУ, что значительно расширило номенклатуру исследуемых объектов. По результатам совместных исследований в 2017 году опубликована статья в журнале Applied Magnetic Resonance (WoS, Scopus) и сделан приглашённый пленарный доклад на международной конференции «Спектроскопия координационных соединений» (г. Туапсе, сентябрь 2017). В настоящее время по результатам исследования ЯМР-релаксации в безводных ИЖ подготавливается статья в журнал Journal of Physical Chemistry (обсуждён черновой вариант текста).
Во время визита планируется обсудить новые результаты и создать макет второй совместной статьи (в журнал Magnetic Resonance in Chemistry). Планируется уточнить план дальнейших исследований и представления результатов на международных конференциях.

Layman's description

Ионные жидкости (ИЖ) представляют собой расплавы органических солей, находящиеся в жидком состоянии в широком интервале температур (в ряде случаев ниже 100 °С). Для них характерна уникальность физико-химических свойств: низкая температура плавления и практическое отсутствие давления насыщенных паров, термостабильность, негорючесть, способность растворять многие соединения, а также электрохимическая устойчивость и высокая электропроводимость. Все это делает ИЖ востребованными для многих областей науки и техники (растворители для катализа; электролиты для электроосаждения, аккумуляторы и суперконденсаторы; материалы для разделения и хранения газа; растворители для переработки ядерного топлива и многое другое). Возможность варьировать природу составляющих ионов позволяет целенаправлено регулировать многие свойства ионных жидкостей и их растворов. Однако, полный потенциал ИЖ в настоящее время не реализован из-за недостаточного понимания особенностей молекулярного движения компонентов, составляющих эти вещества. В совместных работах получены новые сведения о молекулярной подвижности в ионных жидкостях. Основная цель работы состояла в том, чтобы получить информацию о времени переориентации катионов и их отдельных молекулярных групп. Эта информация может быть получена в наиболее полном виде из данных по ядерной магнитной релаксации. Были изучены температурные зависимости скоростей спин-решеточной релаксации ядер углерода (13C) и водорода (1H). 

Key findings for the project

Полученные данные позволяют сформулировать, в частности, следующие результаты:1. В чистых ИЖ времена переориентации катиона [bmim]+ уменьшаются в присутствии различных анионов в последовательности: BF4– ≈ TfO– < NO3– < I– < Br– < Cl–. Этот порядок определяется не только энергией взаимодействия катиона и аниона, но и стерическими эффектами. 2. Получены абсолютные значения времен переориентации отдельных молекулярных групп при различных температурах, что важно для практических применений. Результаты доложены на многих международных конференциях и представлены в статье:Sergei S. Bystrov, Vladimir V. Matveev, Yurii S. Chernyshev, Vytautas Balevičius, and Vladimir I. Chizhik. Molecular Mobility in a Set of Imidazolium-based Ionic Liquids [bmim]+A- by NMR-Relaxation Method. J. Phys. Chem. (статья получила положительную оценку у рецензентов журнала, см. прикреплённый текст).
Short titleИсследование ИЖ
AcronymExchange 2018
StatusFinished
Effective start/end date2/09/1810/09/18