基于掠入射XAFS方法的表面诱导的离子液体有序排列研究

室温离子液体是近十年来兴起的一种新型研究介质，它全部由阴阳离子构成，在室温下呈现液态，也可称作室温熔融盐。在离子液体的研究中，表面诱导的离子液体有序排列已经开始成为研究的热点。本项目主要采用同步辐射掠入射XAFS 实验方法结合其他同步辐射方法（同步辐射掠入射XRD方法和高能X射线全反射方法）和常规方法（原子力显微镜、电镜、差热、红外紫外等）对表面诱导的离子液体有序排列进行研究，同时从量子化学和分子动力学的角度在理论上进行计算，并和实验结果相比较，从而了解离子液体与表面作用时的微观结构以及结合方式，明确结构与性质间的关系，为离子液体与表面作用时的结构理论发展提供依据。本项目研究的三个重点部分包括：离子液体与表面作用时掠入射XAFS实验的设计，离子液体在表面上的量子化学与分子动力学模拟，离子液体在表面上XAFS理论谱的计算。

项目主要应用同步辐射掠入射方法对于离子液体与固体表面相互作用时的原子和电子结构进行研究，结合离子液体和固体表面的物理化学性质，明确离子液体与固体表面相互作用的机理，另外在离子液体离子结构、离子液体发光性能、离子液体受辐照后的结构与性能变化等方面进行了研究。基于掠入射方法研究了离子液体在固态表面有序排列情况，在分子层层面确认了此种有序性并分析了相关结构。对于离子液体负载PS 微球表面（受限空间）的相行为及结构研究，发现影响离子液体相变的主要由两种作用，一是聚苯乙烯微米材料的界面作用使得负载于其表面的离子液体熔点下降，其次是微球表面的羟基/负电荷与离子液体发生相互作用使熔点有上升的趋势，两种因素综合作用的结果使离子液体的熔点整体上呈现出下降的趋势。研究中发现Zn基离子液体是一种很好的新型发光材料，改变离子液体的阳离子可以改变其紫外激发光光谱。关于[Bmim][AuCl4]离子液体受辐照生成Au纳米粒子的研究，在实验中观测了Au纳米粒子的生成过程，并提出了一种新的离子液体受辐照后生成纳米Au的机理。本项目主要对于以下几个方面进行了研究并取得了成果，部分研究结果已经发表为文章。.1.进行了[Bmim]Br和[BMIM][FeCl4]系列离子液体固体表面的X射线掠入射实验的研究.2.进行了离子液体负载于PS 微球表面的相行为及结构研究.3.进行了离子液体[BMIM]Br受[BMIM][BF4]调节发生电荷转移的研究.4.进行了基于XAFS方法的[CnMIM][PF6]系列离子液体碳链长度与物理性状关系的研究.5.进行了[ZnCl3]- 基系列离子液体的发光性能研究.6.合成了稀土类离子液体（如Eu基），并对于其发光性能进行了研究.7.进行了[Bmim][AuCl4]离子液体的辐照还原生成Au纳米粒子的研究.8.进行了[Bmim][FeCl4]离子液体的辐照还原效应的研究.9.进行了Fe2+和Fe3+溶液中Fe离子的相关结构研究.10.进行了CuBr2水溶液中Cu离子的相关结构研究.11.进行了CuBr2乙醇溶液中Cu离子的相关结构研究.12.依托上海光源BL14W1 XAFS光束线站完善了相关实验系统，包括：荧光采集系统、掠入射平台的搭建和高温液体原位样品室等。.共发表文章13篇，其中SCI系列9篇，培养博士研究生1名，硕士研究生3名。部分研究结果将后续发表。