Die dynamische Wechselwirkung von n‐Butan mit Imidazolium‐basierten ionischen Flüssigkeiten

Abstract

Das Auftreffen eines Reaktanten aus der Gasphase auf die Oberfläche einer Flüssigkeit und dessen Transfer durch die Gas/Flüssig‐Grenzfläche sind äußerst wichtig für verschiedene Konzepte in der Katalyse, bei denen ionische Flüssigkeiten (engl. ionic liquids, ILs) verwendet werden. Wir haben daher die Adsorptionsdynamik von n‐Butan auf einer Reihe von 1‐Alkyl‐3‐methyl‐imidazolium‐bis(trifluoromethansulfonyl)imid‐ILs ([CnC1Im][Tf2N]; n=1, 2, 3, 8) mithilfe eines Überschallmolekularstrahls im Ultrahochvakuum auf gefrorenen IL‐Oberflächen in Abhängigkeit der Oberflächentemperatur zwischen 90 und 125 K bestimmt. Auf den C8‐ und C3‐ILs adsorbiert n‐Butan bei 90 K mit einem Anfangshaftfaktor von ≈0.89. Die Adsorptionsenergie steigt mit zunehmender Länge der Alkylseitenkette im Kation, während die ionischen Kopfgruppen anscheinend nur schwach mit n‐Butan wechselwirken. Im Gegensatz dazu findet auf den C1‐ und C2‐ILs keine Adsorption statt. Dies führen wir auf eine zu kurze Verweilzeit auf der IL‐Oberfläche zurück, weshalb selbst bei 90 K keine Kondensationskeime gebildet werden können.