與水性離子相比，離子液體（IL）完全由陽離子和陰離子組成，由于其獨特的性質，它們在能量轉換和儲存中發揮作用。經典雙電層（EDL）理論為水界面提供了重要的見解，但由于忽視了離子幾何形狀和相互作用，它在描述離子液體界面方面仍為空白。近日，西安交通大學屈治國通過結合核磁共振實驗、量子化學研究和第一性原理分子模擬來分析IL。
本文要點：
1) 作者提出了一種EDL理論來反映界面離子液體的分層聚集結構和各向異性動力學。它涉及四個要素，包括離子幾何形狀、離子-離子相互作用、離子-壁相互作用以及溫度和界面電場效應。
2) 具體來說，形狀不均勻的多原子離子是連續元素的基石。陽離子-陰離子非氧氫鍵和陽離子-陽離子π+-π堆疊產生結合簇。離子-壁吸附導致分層聚集模式，陽離子-壁平行堆疊在界面處產生各向異性動力學。此外，熱削弱的離子相互作用和電場增強的界面電子轉移改變了界面離子液體的聚集狀態和動態特性。
Qiang Wang et.al Electric Double Layer Theory of Interfacial Ionic Liquids for Capturing Ion Hierarchical Aggregation and Anisotropic Dynamics Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202402974
https://doi.org/10.1002/aenm.202402974
