液液相界面纳米微区的研究
不同体系相平衡的研究在基本原理和应用方面都有很大的意义,因此一直受到广泛的关注。液-液相平衡的研究主要集中在随着组成的变化,考察相分离附近的组分,温度和压力等。然而,液体溶液中接近相界面的微观结构变化是不清楚的。中科院化学所胶体界面与化学热力学实验室的一个团队通过对一些二元混合溶液接近相分离点的微观结构进行研究,并获得了深刻的认知。相关研究成果发表在相关研究成果发表在2016年11月18日的化学通讯上。
该团队发现在液体溶液接近相界面时,溶液中会有大的微区形成,当溶液的组成接近相界面时,微区的尺寸会显著的增大。同时,成功的利用这种纳米微区合成了不同的介孔材料,而且还发现可以利用溶液的组成,简单的控制材料的孔尺寸。
小角X-射线散射(SAXS)技术,是探索溶液微观结构的有效方法,可以用来揭示体系中微区的尺寸和形状。该团队利用北京同步辐射装置1W2A-小角散射实验站完成了SAXS实验。实验结果表明随着乙醇浓度MB的增大,散射曲线的斜率也越来越大。距离分布函数p(r)接近对称,表明溶液中形成了球形-球形的微区。然而,当MB = 0.181是,微区的尺寸突然增大,当溶液组成非常接近相分离点即MB = 0.189时,微区的尺寸大约为3.7 nm。
这个研究表明二元溶液中存在纳米微区,并且当溶液组成接近相分离点,微区的尺寸会突然增大。中国科学研究院化学研究所,胶体界面与化学热力学实验室韩布兴研究员这样描述他们的工作:“揭示溶液组成接近相界面时的溶液的微观结构研究是很有意义的。与此同时,这个工作开辟了一个不需要特殊设计分子模板即可在溶液中合成多孔材料的简单方法。同步辐射光源帮助我们揭示了均相溶液中存在微观的不均一性。”
发表文章:
Xinchen Kang, Xiaoxue Ma,* Jianling Zhang, Xueqing Xing, Guang Mo, Zhonghua Wu, Zhihong Li, Buxing Han*, Formation of large nanodomains in liquid solutions near the phase boundary, Chem. Commun., 2016, 52, 14286-14289.