New State-Diagram of Aqueous Solutions Unveiling Ionic Hydration, Antiplasticization, and Structural Heterogeneities in LiTFSI-H2O.
New State-Diagram of Aqueous Solutions Unveiling Ionic Hydration, Antiplasticization, and Structural Heterogeneities in LiTFSI-H2O.
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水溶液的新状态图揭示了 LiTFSI-H2O 中的离子水合、抗塑化和结构异质性。
DOI：
10.1021/acs.jpcb.1c08431
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发表时间：
2021-11
影响因子：
3.3
通讯作者：
Wang Qiang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Jinbing;Wang Fengping;Cao Zexian;Wang Qiang
在这里，我们报告了一个新的水溶液状态图，它基于浓缩溶液和冰冻浓缩溶液的玻璃化转变温度与浓度的关系。与平衡相图不同的是，这种新的状态图可以提供水溶液在三个不同的浓度区内的水化数、非平衡玻璃化/冷结晶和玻璃化/非玻璃化过程的全面信息，这三个不同的浓度区由水化数唯一函数的两个临界含水点隔开。基于这一新的状态图，我们观察到LiTFSI对LiCl具有相当的水化能力，以及LiTFSI-H2O体系的非典型的依赖浓度的冷结晶行为。这些结果揭示了TFSI-在富水溶液中可以忽略不计的水化能力，表征了只有水化水和承压水时，Li+-TFSI--H2O相互作用增强而引起的水的抗塑性作用，并证实了当阳离子和阴离子平均水化不完全时，富水区域的比例随着水含量的减少而增加。这些结果突出了LiTFSI-H2O的阴离子、阳离子和水之间的新的水含量介导的相互作用。
Here, we report a new state-diagram for aqueous solutions based on concentration-dependent glass-transition temperatures of concentrated and ice freeze-concentrated solutions. Different from the equilibrium phase diagram, this new state-diagram can provide comprehensive information about the hydration numbers of solutes, nonequilibrium vitrification/cold-crystallization, and vitrification/devitrification processes of aqueous solutions in three distinct concentration zones separated by two critical water-content points of only functions of the hydration number. Based on this new state-diagram, we observe the comparable hydration ability of LiTFSI to LiCl and an atypical concentration-dependent cold-crystallization behavior of the LiTFSI-H2O system. These results unveil the negligible hydration ability of TFSI- in a water-rich solution, characterize the antiplasticizing effect of water induced by the strengthened Li+-TFSI--H2O interaction when only hydration water and confined water are present, and confirm the increasing fraction of water-rich domains with the decrease in water content when the cation and anion become incompletely hydrated on average. These results highlight the novel water-content-mediated interactions among the anion, cation, and H2O for LiTFSI-H2O.
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影响因子：
2.8
作者：
A. Ohnishi;H. Kanno
通讯作者：
A. Ohnishi;H. Kanno
影响因子：
17.1
作者：
Gabriela Horwitz;E. Härk;Paula Y. Steinberg;L. Cavalcanti;S. Risse;H. Corti
通讯作者：
Gabriela Horwitz;E. Härk;Paula Y. Steinberg;L. Cavalcanti;S. Risse;H. Corti
影响因子：
16.6
作者：
Biggs CI;Bailey TL;Ben Graham;Stubbs C;Fayter A;Gibson MI
通讯作者：
Gibson MI
影响因子：
4.6
作者：
Zhao LS;Cao ZX;Wang Q
通讯作者：
Wang Q
DOI：
10.26434/chemrxiv.9887018.v1
发表时间：
2019-09
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Zhujie Li;Roza Bouchal;T. Méndez‐Morales;A. Rollet;Cécile Rizzi;S. le Vot;F. Favier;B. Rotenberg-B.-Rotenb
通讯作者：
Zhujie Li;Roza Bouchal;T. Méndez‐Morales;A. Rollet;Cécile Rizzi;S. le Vot;F. Favier;B. Rotenberg-B.-Rotenb