比较离子液体及离子液体聚合物中离子传输的不同 |《科学报告》前100亮点文章

论文标题：Comparing ion transport in ionic liquids and polymerized ionic liquids

期刊：Scientific Reports

作者：Wangchuan Xiao, Quan Yang & Shenlin Zhu

数字识别码：10.1038/s41598-020-64689-8

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离子液体聚合物集成了离子液体和大分子聚合物的性质，但是离子液体聚合物中的离子扩散系数可能比离子液体中的低三个数量级。为了提高离子液体聚合物中的离子扩散系数，人们迫切需要对离子传输机理有深入的了解，因此杨全博士等人比较了聚（1-丁基-3-乙烯基咪唑四氟硼酸盐）（poly ([BVIM]-[BF4])）离子液体聚合物中和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]-[BF4]）离子液体中离子传输机理的不同。首先测量、计算了该离子液体聚合物及该离子液体中的离子扩散系数。通过分子动力学模拟计算的结果看到，在离子液体中阴离子和周围的离子的运动的耦合决定了离子扩散系数的大小，而阴阳离子之间形成的离子缔合的生命期长度决定了离子传质的时间尺度。然而在离子液体聚合物中，阴离子在主要由阳离子支链形成的笼子之间的跳跃频率决定了扩散系数的大小，决定离子传输的时间尺度的大小是由离子在笼子中被捕获的时间长度决定的，而不是像Mogurampelly等人说的，由阴阳离子缔合体的寿命决定。离子液体聚合物中的支链的平均位移的计算结果表明，除了聚合物中的自由体积分数，聚合物链条的平均振幅以及链条的平均平移速度导致了离子液体聚合物在不同温度有不同的离子扩散系数。

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doi: 10.1038/s41598-020-64689-8