大气压冷等离子体和离子液体相互作用机制研究

【作者】 张秀玲； 底兰波； 于淼； 张丽娟；

【机构】 大连大学物理科学与技术学院；

【摘要】 大气压冷等离子体具有电子温度高、气体温度低等独特优势,可使很多常规手段难以达成的物理、化学过程成为现实。因此,大气压冷等离子体技术在化学、化工等很多领域都有广泛的应用前景和发展空间。离子液体是指在室温或者近于室温下为液态的离子化合物,它通常由无机阴离子和有机阳离子组成,与常规有机溶剂相比,离子液体热稳定性好、电导率高、没有可测量的蒸汽压、不可燃、电化学窗口宽、性质可调等,被视为绿色化学中最有发展前途的溶剂。近年来,本课题组分别以气相中的甲烷临氢转化反应和液相中的TiO2合成反应为探针反应,开展了大气压冷等离子体与离子液体相互作用机制研究。在大气压直流等离子体甲烷临氢转化反应中,引入九种咪唑类离子液体([Cn MIM]X-TiO2,n=2,4,6;X=BF4,HSO4,CF3COO)后,甲烷转化率均有所增加,阳离子相同的离子液体的甲烷转化率顺序是:HSO4->CF3COO->BF4-,但这种影响随离子液体阳离子中咪唑环上连接烷基链长度的缩短而减弱。离子液体HMIMHSO4具有较高的甲烷转化率,HMIMBF4的C2烃选择性高达90.0%。离子液体的酸性、粘度和电导率是影响反应的重要因素。X射线衍射技术分析九种离子液体的阴阳离子对TiO2晶相比例的影响结果表明:当离子液体阳离子为[C2MIM]+,阴离子为[BF4]-时,混晶相TiO2中锐钛矿相含量最佳,由于混晶效应的存在,其模拟太阳光下对亚甲基蓝水溶液的降解率最高。更多还原