离子液体-水两相界面的结构、性质及其与纳米粒子生长的调控关系研究

The investigation for the phase equilibrium and interfacial poperties of the two phase system that involved ionic liquids is extremly important in the course of design and application of ionic liquids-based two phase system in many scopes, such as extraction, catalytic synthesis and interfacial transfer of electrons. In this project, a series of ionic liquids with different properties, such as viscosity and hydrophobicity will be synthesized and characterized.Then the ionic liquids and water will be mixed to build liquid-liquid two phase system. The interfacial properties, such as interfacial tension,electrostatic potential and transfer of ion, will be determined. With molecular dynamics simulation, the effect of the variation of the strcutures of ionic liquids on the phase equibrlium and interfacial structure and properties of the ionic liquids-based two phase system will be revealed. At last we will study the change of the properties of the two phase system for the regulation of the size, structure, morphology and growth mechanism of the prepared nanoparticles. This research will provide important informations for the study of the interfacial physicochemical properties of ionic liquids-based two phase system and their apllication in controlled synthesis of nanomaterials.

离子液体两相体系界面结构和性质的研究是离子液体及其多相体系设计和应用中的关键科学问题之一。本项目拟在设计、合成和纯化一系列疏水性离子液体的基础上，测定离子液体的粘度、表面张力和疏水性等物理化学性质；然后将离子液体和水混合构建为液-液两相体系，通过界面张力仪、电毛细管技术和扫面电化学显微镜等手段测定离子液体-水两相体系的界面张力、界面电势和离子的界面传输性能等界面性质，并结合分子动力学模拟计算，考察离子液体结构的改变对离子液体-水两相体系的界面结构和性质的影响规律；最后，在掌握离子液体-水两相体系各相及其界面的物理化学性质的基础上，结合纳米粒子的尺寸、结构和形貌等的表征测试，深入探索离子液体-水两相体系的物理化学性质与其中合成的金属纳米粒子的生长过程和生长机理之间的内在关系和调控机制。本项目将为离子液体两相体系的界面性质研究及其应用提供科学依据。

离子液体两相体系设计、表征和应用是绿色化学研究中广受关注的科学问题之一。本项目在设计、合成和纯化一系列疏水性离子液体的基础上，测定了离子液体的物理化学性质；然后将离子液体和水混合构建为液-液两相体系，考察离子液体结构的改变对离子液体-水两相体系的界面结构和性质的影响规律；最后，在掌握了离子液体-水两相体系的物理化学性质的基础上，结合所制备的纳米粒子的尺寸、结构和形貌等的表征测试，探索了离子液体-水两相体系的物理化学性质与其中合成的金属纳米粒子的生长过程和生长机理之间的内在关系和调控机制。本项目提出的“离子液体-水两相界面调控合成”的方法，在无机纳米粒子的调控合成中取得了一定的成功。此方法不仅保留了两相体系制备纳米材料的优点，并且可以充分利用离子液体的可设计性来达到纳米粒子的可控生长。因此，本项目的实施为探索离子液体两相体系的界面物理化学性质及其应用提供了一定的实验数据和科学依据。