電解質中の中性分子の移動を調査するための電気泳動NMRのスペクトルデコンボリューション

電気泳動核磁気共鳴（ENMR）は、イオン液体などの非水性電解質の研究における強力なツールです。イオン成分の電気泳動移動度を提供するため、イオン相関に光を当てます。液体電解質の用途では、1時間のnmrで検出可能で、非荷電添加剤が採用されることがよくあります。充電されたエンティティに対するモビリティと調整を特徴付けることが望ましい。ただし、多くの場合、電解質の主要な成分と重複する小さな強度と1時間の信号によって妨げられます。この作業では、重複する共鳴の位相分析の方法を評価して、軽度の成分でも電気泳動移動度を生成します。2つの異なるイオン液体ベースのリチウム塩電解質における添加剤の移動挙動を調査するために、ローレンツ分布のセットを介して位相感受性スペクトルデコンボリューションを使用します。添加剤としてのビニレン炭酸塩の場合、フィールド誘発性ドリフトは観察されません。したがって、Li+イオンとの調整は、Li+との相関ドリフトを誘導しません。一方、添加剤としてテトラグリム（G4）を備えた溶媒和物イオン液体では、複雑な溶媒和陽イオンとしてのテトラグリムとリチウムの相関移動がENMRによって直接証明されています。したがって、重された共鳴の位相評価手順は、重ね合わせの共鳴を備えた中性添加剤を含むアプリケーション関連の複雑な電解質混合物へのENMRの適用性を拡大します。

Electrophoretic nuclear magnetic resonance (eNMR) is a powerful tool in studies of nonaqueous electrolytes, such as ionic liquids. It delivers electrophoretic mobilities of the ionic constituents and thus sheds light on ion correlations. In applications of liquid electrolytes, uncharged additives are often employed, detectable via 1 H NMR. Characterizing their mobility and coordination to charged entities is desirable; however, it is often hampered by small intensities and 1 H signals overlapping with major constituents of the electrolyte. In this work, we evaluate methods of phase analysis of overlapping resonances to yield electrophoretic mobilities even for minor constituents. We use phase-sensitive spectral deconvolution via a set of Lorentz distributions for the investigation of the migration behavior of additives in two different ionic liquid-based lithium salt electrolytes. For vinylene carbonate as an additive, no field-induced drift is observed; thus, its coordination to the Li+ ion does not induce a correlated drift with Li+ . On the other hand, in a solvate ionic liquid with tetraglyme (G4) as an additive, a correlated migration of tetraglyme with lithium as a complex solvate cation is directly proven by eNMR. The phase evaluation procedure of superimposed resonances thus broadens the applicability of eNMR to application-relevant complex electrolyte mixtures containing neutral additives with superimposed resonances.