Effect of Pore Confinement of Ionic Liquids on Solute Diffusion within Mesoporous Silica Microparticles

介孔二氧化硅 扩散 化学工程 介孔材料 离子键合 材料科学 离子液体 化学 热力学 有机化学 离子 催化作用 物理 工程类
作者
Andrew D. Drake,Yuxin He,Folami T. Ladipo,Barbara L. Knutson,Stephen E. Rankin
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry B [American Chemical Society]
卷期号:128 (12): 3046-3060 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.jpcb.4c01018
摘要

The transport properties of the ionic liquid (IL) 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([BMIM][PF6]) confined within silica microparticles with well-ordered, accessible mesopores (5.4 or 9 nm diameter) were investigated. [BMIM][PF6] confinement was confirmed by using differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The transport properties of the confined IL were studied using the neutral and cationic fluorescent probes 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM) and rhodamine 6G, respectively, through fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) in confocal microscopy. The diffusivity of DCM in 9 nm pores is 0.026 ± 0.0091 μm2/s, which is 2 orders of magnitude less than in the bulk ionic liquid. The pore size did not affect the diffusivity of DCM in unmodified silica nanopores. The diffusivity of the cationic probe is reduced by 63% relative to that of the neutral probe. Diffusivity is increased with water content, where equilibrium hydration of the system leads to a 37% increase in DCM diffusivity. The most dramatic impact on diffusivity was caused by tethering an IL-like methylimidazolium chloride group to the pores, which increased the pore hydrophobicity and resulted in 3-fold higher diffusivity of DCM compared to bare silica pores. Subsequent exchange of the chloride anion from the tethering group with PF6– decreased the diffusivity to half that of bare silica. The diffusion of probe molecules is affected most strongly by the pore wall effects on probe interactions rather than by the pore size itself, which suggests that understanding pore wall diffusion is critical to the design of nanoconfined ILs for separations, catalysis, and energy storage.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
g7001完成签到,获得积分10
1秒前
blue发布了新的文献求助10
1秒前
刘铭晨完成签到,获得积分10
1秒前
XYZ完成签到 ,获得积分10
2秒前
wmszhd完成签到,获得积分10
2秒前
付艳完成签到,获得积分10
2秒前
CAOHOU应助论文顺利采纳,获得10
3秒前
nancy93228完成签到 ,获得积分10
4秒前
搜集达人应助JW采纳,获得10
6秒前
???完成签到,获得积分10
8秒前
优秀的白曼完成签到,获得积分10
10秒前
王小西发布了新的文献求助10
11秒前
碧蓝莫言完成签到 ,获得积分10
13秒前
清璃完成签到 ,获得积分10
14秒前
虚心的寒梦完成签到,获得积分10
14秒前
秋秋发布了新的文献求助10
14秒前
kkk完成签到,获得积分10
16秒前
bnhh完成签到,获得积分10
16秒前
Betty应助lindahuang采纳,获得10
17秒前
ilk666完成签到,获得积分10
18秒前
小王同学发布了新的文献求助10
18秒前
奶油布丁完成签到,获得积分10
21秒前
酶没美镁完成签到,获得积分10
21秒前
天天快乐应助李治海采纳,获得10
22秒前
星辰大海应助lll采纳,获得10
22秒前
龙1完成签到,获得积分10
22秒前
yzhilson完成签到 ,获得积分10
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
24秒前
RRR完成签到,获得积分10
25秒前
金色天际线完成签到,获得积分10
26秒前
明ming到此一游完成签到 ,获得积分10
29秒前
pophoo完成签到,获得积分10
29秒前
11发布了新的文献求助10
30秒前
酷炫的黄豆完成签到 ,获得积分10
31秒前
hzz完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
fang应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
Passskd发布了新的文献求助10
35秒前
fang应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576013
关于积分的说明 11374210
捐赠科研通 3305780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819322
邀请新用户注册赠送积分活动 892672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815029