Scattering Dynamics of Oxygen Atoms on Imidazolium Tetrafluoroborate Ionic Liquid Surfaces: Dependence on Alkyl Chain Length
Scattering Dynamics of Oxygen Atoms on Imidazolium Tetrafluoroborate Ionic Liquid Surfaces: Dependence on Alkyl Chain Length
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氧原子在四氟硼酸咪唑离子液体表面的散射动力学：对烷基链长度的依赖性
DOI：
10.1021/acs.jpcc.6b02288
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Marshall B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marshall B
采用反应原子散射-产物质谱（RAS-MS）研究了一系列含1-烷基-3-甲基咪唑阳离子[Cnmim]和四氟硼酸根阴离子[BF 4]的室温离子液体表面氧原子散射动力学。烷基链的长度是不同的（n= 4，8，12），以调查的散射动力学和表面上的烷基链的密度和它们的顺序之间的关系。RAS-MS使用具有超高温O原子束源和可旋转质谱仪检测器的束表面散射技术。收集了非弹性散射的O和反应性散射的OH和H2O的飞行时间和角分布，从而能够获得作为最终平移能量和散射角P（ET，θf）的函数的产物通量分布。一种新的分析技术被用来将这些分布分为三个不同的组件，对应于三个动态路径的散射产品：快速和慢速脉冲散射和热解吸。这些实验的结果支持了先前的发现，即表面烷基覆盖度随着烷基链长度的增加而增加，但这些动力学研究提供了额外的见解，即具有n = 8，12的烷基链的离子液体具有比n = 4的离子液体和纯烷烃液体角鲨烷（2，6，10，15，19，23-六甲基二十四烷）更光滑的表面。
The dynamics of oxygen-atom scattering from the surfaces of a series of room-temperature ionic liquids containing the 1-alkyl-3-methylimidazolium cation [Cnmim] and the tetrafluoroborate anion [BF4] were studied by reactive-atom scattering with mass spectrometric detection of products (RAS-MS). The length of the alkyl chain was varied (n= 4, 8, 12) in order to investigate the relationship between the scattering dynamics and the density of alkyl chains on the surface and their ordering. RAS-MS uses a beam-surface scattering technique with a hyperthermal O atom beam source and a rotatable mass spectrometer detector. Time-of-flight and angular distributions were collected for inelastically scattered O and reactively scattered OH and H2O, enabling product flux distributions to be obtained as a function of final translational energy and scattering angle,P(ET,θf). A new analysis technique was used to separate these distributions into three distinct components, corresponding to three dynamical pathways for scattered products: fast and slow impulsive scattering and thermal desorption. The results of these experiments support previous findings that surface alkyl coverage increases with increasing alkyl chain length, but these dynamical studies provide the additional insight that the ionic liquids with alkyl chains ofn= 8, 12 have smoother surfaces than the ionic liquid withn= 4 and the pure alkane liquid, squalane (2,6,10,15,19,23-hexamethyltetracosane).
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