[发明专利]一种定量化离子液体与固体界面间单分子作用力的方法

权利要求书

1.一种定量化离子液体与固体界面间单分子作用力的方法，其特征在于，该方法为：将二氧化硅颗粒与离子液体混合，放入恒温摇床摇晃使其充分吸附，将样品离心洗涤烘干后取出，经计算得到二氧化硅微球单位面积吸附的离子液体分子的数量；然后利用原子力显微镜得到二氧化硅胶体探针与离子液体之间的力曲线，结合前面计算出的单位面积吸附的离子液体的量，可得到单分子力；固体表面单位面积吸附的离子液体分子的数量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将二氧化硅微球分别加入两种用乙醇稀释的离子液体溶液中形成混合物；

2)将所述的混合物放入恒温摇床，设定温度、转速，时间；

3)将所述混合物经过离心，洗涤和烘干后取出。测量其总质量，并应用CHN元素分析仪进行测试，测出C、H、N三种元素的百分比，推得离子液体的百分比，从而得到二氧化硅微球单位面积吸附的离子液体分子的数量；

4)将二氧化硅微球粘在AFM的探针尖端，得到二氧化硅胶体探针；

5)将离子液体溶液滴在基底表面，然后真空烘干，就得到离子液体样品基底；

6)利用AFM测量二氧化硅胶体探针与离子液体样品基底间的力-距离曲线。得到粘附力F_a与压痕深度δ，并计算接触面积A；

7)得到单分子力F₀。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所选的二氧化硅微球或其他金属颗粒直径均为10～20μm；所选混合溶液中离子液体为浓度范围在0.1～2.0mg/mL。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，得到二氧化硅微球单位面积吸附的离子液体分子的数量NUM的公式为

其中，N％为粉末中氮元素含量占比，N_IL％为离子液体中氮元素含量占比，BET为氧化硅比表面积，M_IL为离子液体分子量，N_A为阿伏伽德罗常数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，制备胶体探针的过程首先配置胶水，将胶水涂在盖玻片上，操作仪器使探针接触胶水。再使带有胶水的探针与将所选的金属颗粒接触，即得到胶体探针。

6.如权利要求2的所述方法，其特征在于，烘干离子液体基底的条件必须是真空。

7.如权利要求2的所述方法，其特征在于，计算接触面积的公式为

A＝π·δ·R

其中，δ为压痕深度，R为探针小球半径。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，单分子力的计算公式为

其中，A为接触面积，F_a为粘附力，NUM为固体表面单位面积吸附的离子液体分子的数量。