Banbrytande metod avslöjar jonvätskors surhet med Raman-spektroskopi: nya forsknings- och industrimöjligheter

StockholmForskare vid Universitetet i Liège har för första gången använt Ramanspektroskopi för att mäta hur sura joniska vätskor är. Denna upptäckt hjälper oss att förstå att dessa vätskor är extremt surt, betydligt mer än vatten. Eftersom traditionella pH-tester inte fungerar för joniska vätskor, använde forskarna en annan metod kallad Hammett surhetsfunktioner.

Joniska vätskor är salter som förblir flytande vid rumstemperatur. De håller inte fast vid protoner särskilt bra, vilket gör att protonerna blir mer aktiva och sura. Traditionella metoder som UV-Vis spektroskopi kräver tydliga medium och färgade indikatorer. Dessa indikatorer kan dock reagera med joniska vätskor och ge felaktiga resultat.

Här är varför Ramanspektroskopi är bättre:

• Behöver inte transparenta medier
• Kräver inga färgade indikatorer
• Eliminerar möjliga fel

Aurélie Rensonnet, en forskare vid Universitetet i Liège, uppgav att deras tester med Ramanspektroskopi visade att de kunde bestämma surhetsgraden hos de undersökta joniska vätskorna. Denna teknik hjälper också till att förstå hur syra påverkar kemiska reaktioner och pH-beroende processer i dessa komplexa lösningar.

Deras studie undersökte tre icke-vattenbaserade joniska vätskor som innehåller kemikalien 1-n-alkyl-3-metylimidazolium med bistriflimid-anjonen. Till skillnad från UV-Vis-spektroskopi har Raman-spektroskopi stora fördelar eftersom den inte kräver att provet är helt klart eller har färgade markörer.

Läs också:

Idag · 03:39

Nya insikter om Uranus och Neptunus: avslöjar hemligheterna bakom deras kaotiska magnetfält

Joniska vätskor kan förbättra syradrivna reaktioner, fungera som stabila elektrolyter i batterier och hjälpa till med att bryta ner biomassaavfall för återvinning. Att noggrant mäta deras syrastyrka kan leda till många industriella tillämpningar.

Cédric Malherbe, en av författarna, betonade vikten av att förstå den höga surheten hos joniska vätskor för deras användning. Denna studie presenterar nya metoder för att mäta surhet som kommer att vara till hjälp både för forskare och industrin.

Resultaten hjälper forskare att mäta den energi som behövs för att överföra protoner från vatten till jonvätskor. Denna mätning kan jämföras med datormodeller och erbjuder ett användbart sätt att studera dessa komplexa ämnen.

Denna nya metod överbryggar tidigare begränsningar och möjliggör mer exakta mätningar av surhet i joniska vätskor. Den hjälper oss att bättre förstå syrakänsliga kemiska reaktioner och öppnar för nya sätt att studera pH-känsliga processer i realtid. Denna utveckling lovar betydande framsteg inom jonisk lösningsmedelskemi och kan leda till olika industriella tillämpningar.