Ionische Flüssigkeiten und wässrige Lösungen

Oberflächensensitive Röntgenstreuexperimente ermöglichen die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen der Molekularstruktur von Elektrolyten und ihrer Ionenverteilung auf freien Oberflächen und Grenzflächen. Die Relaxationsdynamik von Anionen und Kationen in Nähe einer Elektrode, an die ein Potential angelegt wird, kann durch zeitaufgelöste Experimente mit submillisekundengenauer Auflösung verfolgt werden. An der freien Flüssigkeitsoberfläche von ionischen Flüssigkeiten (ILs), die aus Kationen mit langen aliphatischen Seitenketten bestehen, beobachteten wir eine oberflächeninduzierte smektische Ordnung. Diese oberflächennahe Struktur ist über einen weiten Temperaturbereich vorhanden und erstreckt sich einige Ångström in das Flüssigkeitsvolumen hinein. Die lamellare Ordnung kann die Dynamik von Molekülen in der Nähe der Phasengrenze durch ihre Funktion als Diffusionsbarriere signifikant beeinflussen. Daher trägt das Verständnis des Bildungsmechanismus der beobachteten Grenzflächenstrukturen zur Leistungssteigerung der SILP-Katalyse (Supported Ionic Liquid Phase) bei.