Thermische Stabilität ionischer Flüssigkeiten auf molekularer Ebene

 

Ionische Flüssigkeiten (ILs) sind wertvolle Lösungsmittel mit vielversprechenden Eigenschaften. Verunreinigungen können die Lösungsfähigkeit der ILs jedoch stark herabsetzen. Bei Verwendung bei erhöhten Temperaturen können sich Ils selber mit ihren eigenen Zersetzungsprodukten verunreinigen. Die genauen Mechanismen der Zersetzung sind bisher nicht vollständig geklärt.

  Urheberrecht: © Lehrstuhl fuer Technische Thermodynamik der RWTH Aachen

In einem gemeinsamen Projekt der Universität Rostock und der RWTH Aachen werden die Zersetzungsmechanismen experimentell, z.B. mit Thermogravimetrie, und mit computerchemischen Methoden untersucht. Bei letzteren können Reaktionspfade und -raten mit dem in der Model-Based Fuel Design Gruppe entwickelten Chemical Trajectory analYzer (ChemTraYzer) analysiert werden. Automatisch ermittelte Molekülgeometrien werden anschließend hochgenauen ab initio Rechnungen zugeführt. Mögliche Zerfallsreaktionen in Gas- und Flüssigphase werden mit Transition State Theory (TST) quantitativ untersucht. Das Bild zeigt eine Transition State Struktur für eine E2-Eliminierung in Ethyl-Methyl Imidazoliumacetat ([C2C1Im][OAc]).
Ein verbessertes Verständnis solcher Reaktions-mechanismen erlaubt das zukünftige Design stabiler und spezialisierter Ils.