ZIF-8破坏离子液体深度冷冻

离子液体在低温下电导率降低。为了克服这个问题，来自日本各地的一组研究人员将离子液体与金属有机框架(MOF)结合制造出一种不寻常的材料，在-20°C以下仍能保持导电性。这种低温导电性，加上不可燃性和可忽略不计的挥发性等吸引人的离子液体特性，可以为在极冷条件下使用的安全电池和电容器材料开辟潜力。

温度下降导致离子液体速度减慢并形成有序的冻结相。滨不借来自京瓷公司鹿儿岛研发中心的研究人员和同事证明，选择框架可以干扰离子对的相互作用，以防止该相的形成。“在不对离子液体本身进行化学修饰的情况下防止离子液体结冰是一个挑战，”Fujie说，但通过将MOF ZIF-8与离子液体EMI-TFSA(1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)酰胺)结合，该团队已经证实，在-20°C以下，离子液体- zif结构比相同体积的离子液体更具导电性。

离子液体- zif结构的电导率保持在-20℃以下，部分原因是ZIF-8破坏了离子液体的离子对排列。这种现象可能是由于ZIF-8的独特结构，它的笼子由两种不同大小的窗户连接在一起。离子液体专家评论说:“结果表明，电导率可能不会受到分子相互作用的显著影响，而是受到离子液体和ZIF框架之间的相互作用的影响。约翰Jacquemin他来自英国贝尔法斯特女王大学。

离子液体分子从ZIF-8的外部笼子移动，通过两个窗口中较大的一个进入内部笼子，直到达到平衡，笼子中装有独立的离子液体分子口袋。“MOF的窗口大小在控制笼子之间的运动中起着至关重要的作用，”杰奎明解释道。跨越结构的小袋离子液体分子阻止了连续有序冻结相的形成，因此离子液体- zif结构是无序的，MOF孔中的离子液体能够像液体一样发挥作用，在低温下保持其导电性。“这一发现对于理解在没有或存在离子液体的情况下MOF中发生的相互作用变化和传输特性非常重要。”看看离子液体- mof的特定相互作用如何影响离子液体的性质，如溶剂化和反应性，这将是很有趣的，”杰奎明说。

对于它们在低温电源中的潜在应用，傅杰认为，如果能找到更好的离子液体和MOF的组合，离子液体- MOF有潜在的应用价值。“在这个时候，需要提高导电性和降低成本来取代现有的技术。”