离子液体/金属界面结构的电化学及表面增强拉曼光谱研究

摘要

本文将具有高灵敏度的表面增强拉曼光谱(SERS)与电化学技术结合从分子水平上解析离子液体/金属界面结构，主要结果如下： 1、采用常规电化学方法研究了离子液体在不同电极表面的电化学行为，采用电化学和SERS结合研究了亲水性及憎水性离子液体在Ag电极表面的吸附行为，离子液体在Ag电极上的吸附取向随电位变化而变化，在零电荷电势以正电位区间离子液体阳离子以垂直吸附为主，随电位负移逐渐倾斜平躺吸附于电极表面，当电位负至-2.8V后咪唑阳离子还原成卡宾。 2、利用电化学现场SERS技术研究离子液体中水含量不同对离子液体界面结构的影响以及水本身在电极界面的吸附及结构，水与离子液体的阴阳离子之间形成氢键，当水含量超过Xw=0.7后出现“笼状”结构的水；在离子液体中所出现的不同的O-H伸缩振动谱峰进一步说明离子液体中不同形式水的存在，水在不同离子液体中存在形式的差异取决于离子液体的结构和水的含量。 3、研究了1-丁基-з-甲基咪唑类离子液体中SCN-在Pt电极表面的吸附行为。结果表明，离子液体中SCN-在较宽的电位范围内吸附在Pt电极上，且SCN-的吸附方式随电位区间而变化，在不同的电位区间检测到了不同的Stark位移，中间电位区间为吸附方式的转变区，从而推断体系的零电荷电位，SCN-的C-N伸缩振动谱峰的频率及位移随离子液体的阴离子种类的不同而不同。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1.1离子液体简介

1.1.1离子液体的分类

1.1.2离子液体的合成方法

1.1.3离子液体的纯化

1.1.4离子液体的电化学性质

1.1.5离子液体的应用

§1-2离子液体的结构性质研究进展

1.2.1离子液体红外光谱研究

1.2.2离子液体的拉曼光谱研究

1.2.3理论研究进展

§1.3离子液体/金属界面性质研究

1.3.1离子液体在金属电极上的电化学研究

1.3.2和频技术(SFG)研究

1.2.3表面增强拉曼光谱(SERS)研究

§1.4离子液体双电层结构研究进展

1.4.1双电层结构的发展

1.4.2离子液体体系中双电层结构

本论文的研究目的及设想

参考文献

第二章实验

§2.1试剂

§2.2电极制备、处理及电解池

§2.3实验仪器

§2.4电极表面的处理方法

§2.5离子液体的合成

参考文献

第三章离子液体在金属表面吸附的电化学及SERS研究

§3.1离子液体电化学性质研究

§3.2离子液体在银电极上现场电化学SERS研究

3.2.1亲水性离子液体在Ag电极上的现场SERS研究

3.2.2憎水性离子液体在Ag电极上的SERS行为

本章小结

参考文献

第四章含水离子液体/金属界面结构的电化学及SERS研究

§4.1前言

§4.2水对离子液体电化学性质的影响

4.2.1不同含水量下亲水性离子液体的电化学循环伏安研究

4.2.2水对憎水性离子液体的电化学性质影响研究

§4.3含水离子液体/金属界面结构的SERS研究

4.3.1亲水性离子液体中水在银基金属上的SERS研究

4.3.2憎水性离子液体中水在Ag电极上的SERS研究

§4.3 不同阴离子离子液体对水SERS的影响

本章小结

参考文献

第五章离子液体中SCN-在Pt电极上吸附的SERS研究

§5.1前言

§5.2离子液体/Pt电极体系双电层结构的SERS研究

5.2.1 [BMIM]Br中Pt电极上SCN-的SERS研究

5.2.2 SCN-在[BMIM]BF4中Pt电极上的SERS研究

5.2.3憎水性离子液体中Pt电极上SCN-的SERS研究

§5.3 离子液体结构对SERS谱峰的影响

§5.4 电解质离子对硫氰根离子吸附行为影响初探

本章小结

参考文献

作者在硕士期间发表与交流的论文

致谢