مکانیسم های پشت پایداری الکتروشیمیایی مایعات یونی ایمیدازول در محیط های با ولتاژ بالا یا ردوکس چیست؟

ثبات الکتروشیمیایی مایعات یونی ایمیدازول را اختلاط کرد در محیط های با ولتاژ بالا یا ردوکس تحت تأثیر چندین مکانیسم مرتبط با ریشه در ساختار مولکولی و پیکربندی الکترونیکی آنها قرار دارد:

جابجایی الکترونی در حلقه ایمیدازول: ماهیت معطر حلقه ایمیدازول امکان جابجایی قابل توجهی از π- الکترونها را فراهم می کند ، که باعث افزایش مقاومت مولکول در برابر تخریب اکسیداتیو یا کاهش دهنده می شود. هنگامی که در هر دو موقعیت 1 و 3 جایگزین شود ، چگالی الکترونیکی می تواند به گونه ای توزیع شود که کاتیون را در برابر واکنش های انتقال الکترون تثبیت کند.

اثرات جایگزین: نوع و موقعیت جایگزین ها بر روی حلقه ایمیدازول به طور قابل توجهی بر پایداری الکتروشیمیایی تأثیر می گذارد. گروه های اهدای الکترون ممکن است هسته ای را تقویت کرده و پایداری اکسیداتیو را کاهش دهند ، در حالی که گروه های برداشت الکترون (مانند هالوژن یا نیتریل) می توانند با تثبیت بالاترین مداری مولکولی اشغالی (HOMO) مقاومت اکسیداتیو را بهبود بخشند. در مقابل ، این گروه ها همچنین ممکن است بسته به محیط ، با تثبیت کمترین میزان مداری مولکولی (LUMO) ، پتانسیل کاهش را کاهش دهند.

مانع استریل و محافظت از مکانی: جایگزین های حجیم در 1- و 3 موقعیت می توانند از نظر جسمی حلقه ایمیدازولیوم را از حمله هسته یا الکتروفیلی محافظت کنند و واکنش های جانبی ناخواسته را که می توانند در شرایط ولتاژ بالا رخ دهند ، محدود کنند.

پایداری جفت آنیون کاتیون: جفت شدن کاتیون ایمیدازولیوم با یک آنیون پایدار و غیر هماهنگ (به عنوان مثال ، bis (trifluoromethylsulfonyl) imide [tfsi⁻] یا tetrafluoroborate [bf₄⁻]) این آنیونها در برابر تجزیه مقاومت می کنند و هدایت یونی را بدون دخالت در واکنش های ردوکس حفظ می کنند.

تحرک یون و رفتار سطحی: در سیستم های ولتاژ بالا ، به ویژه در دستگاه های الکتروشیمیایی ، تحرک یون ها و سازمان آنها در رابط های الکترود بر ثبات تأثیر می گذارد. مایعات یونی ایمیدازول با اختیاری ممکن است لایه های سطحی خوبی را تشکیل دهند که از انتقال مستقیم الکترون بین الکترود و گونه های یونی جلوگیری می کنند و پنجره الکتروشیمیایی آنها را تقویت می کنند.

پایداری حرارتی و مسیرهای تجزیه: پایداری حرارتی ذاتی ساختار ایمیدازول جدا شده خطر تجزیه حرارتی تحت استرس الکتروشیمیایی را به حداقل می رساند ، که اغلب با تخریب ناشی از ولتاژ همراه است. $ $ $