α)中的右图),工作电极与导光棱镜紧密接触,电极与棱镜之间的薄液体层(l- 10微米)为IR提供反射路径。由于该层对于溶剂来说足够薄,因此反射光可以 被物质吸收。因此,该装置可以用于各种电极材料,可同时确定电解质中的种类 以及电极上吸附的种类。但在 ATR IR中,需避免过量电解质或气泡的存在而使 不必要的吸收峰的出现。 碳电极材料的比表面积(SSA)和孔径分布是影响电化学能量存储的关键影 响因素。通过在外部原位反射IR中探测薄液层的信号,探究了洋葱碳(OLCs, 具有少量孔)碳化物衍生碳(CDCs,具有多孔)作为电极在离子液体(IL,EMIM TFSI)中的离子动力学。如图2(b)所示,对于CDC电极,当电压从+1.5V降 低至0V时,阳离子(EMIM)和阴离子(TFSI)的吸收强度都会增加,而在0 Ⅴ反向扫描至-1.5ⅴ时,吸收强度降低。该现象表明电极表面发生共离子吸附, 循环时的吸收光谱也说明,纯离子液体电解质中的离子在充放电时会进入或从 CDC中逸出。相反,对于相同条件下的OLC,相同离子的IR吸收几乎保持不变 (如图2(c)所示),这个现象表明这些离子位于OLC表面附近,在充放电过程 中具有快速的离子动力学。这或许可解释为何OLC在具有出色的功率性能的同 时具有更高的比电容,这也为调控多孔结构中短离子扩散路径提供了思路。电解 质浓度的影响也可以通过原位红外来进行探究。研究在 EMIM-TFSI中加入质量 分数为10%的碳酸亚丙酯(PC)体系时发现,随着反应的进行,PC的信号逐渐 下降,可能由于PC蒸发或被碳吸附。而对于50%的体系,由于ⅡPC之间强烈 的溶剂化作用,PC会随着IL离子进入或离开孔,如图2(d)所示。这个结果表 明,溶剂分子与离子之间的相互作用可以显著影响电化学过程。该结果与 Gebbie 等人的工作一致:当利用CDC作为电极时,在低浓度 EMIM-TFSIPC体系下, PC不会进入孔中,但在高浓度时工作机理将相反 同时,离子的行为取决于电极材料的表面性质。在外部原位反射IR中,实 验对纳米孔较多的碳纳米纤维( NCNFS)或氢氧化钾(KOH)活化的 NCNFS进 行比较,揭示了当含氧官能团存在时不同的离子动力学。BET( Brunauer -Emmett- Teller)和XPS分析表明,KOH活化不会明显改变 NCNFS的平均孔径,但是会 将氧含量从29%提高至4.9%。如图2(e)所示,对于NCNF电极,当电压从 0ⅴ扫描至1V时,EMIM和TFSr的的吸收都下降,说明由于离子间的强库伦 相互作用,阴阳离子同时进入NCNF的纳米孔中。相反,如图2(f)所示KOH 活化的NCNF电极充电时阳离子吸收增加而阴离子吸收减少。该结果表明官能 团在离子动力学中起作用。假设含氧官能团在碳表面上感应出负电荷,则在开路 电压下有利于吸附EMIM。因此,带正电荷的阳离子从纳米孔中解吸,阴离子 吸附到孔中。通过修饰电极材料,如表面功能化,可以优化电荷存储过程以及电（a）中的右图），工作电极与导光棱镜紧密接触，电极与棱镜之间的薄液体层（1- 10 微米）为 IR 提供反射路径。由于该层对于溶剂来说足够薄，因此反射光可以 被物质吸收。因此，该装置可以用于各种电极材料，可同时确定电解质中的种类 以及电极上吸附的种类。但在 ATR IR 中，需避免过量电解质或气泡的存在而使 不必要的吸收峰的出现。 碳电极材料的比表面积（SSA）和孔径分布是影响电化学能量存储的关键影 响因素。通过在外部原位反射 IR 中探测薄液层的信号，探究了洋葱碳（OLCs， 具有少量孔）碳化物衍生碳（CDCs，具有多孔）作为电极在离子液体（IL，EMIM￾TFSI）中的离子动力学。如图 2（b）所示，对于 CDC 电极，当电压从+1.5 V 降 低至 0 V 时，阳离子（EMIM+）和阴离子（TFSI-）的吸收强度都会增加，而在 0 V 反向扫描至-1.5 V 时，吸收强度降低。该现象表明电极表面发生共离子吸附。 循环时的吸收光谱也说明，纯离子液体电解质中的离子在充放电时会进入或从 CDC 中逸出。相反，对于相同条件下的 OLC，相同离子的 IR 吸收几乎保持不变 （如图 2（c）所示），这个现象表明这些离子位于 OLC 表面附近，在充放电过程 中具有快速的离子动力学。这或许可解释为何 OLC 在具有出色的功率性能的同 时具有更高的比电容，这也为调控多孔结构中短离子扩散路径提供了思路。电解 质浓度的影响也可以通过原位红外来进行探究。研究在 EMIM-TFSI 中加入质量 分数为 10%的碳酸亚丙酯（PC）体系时发现，随着反应的进行，PC 的信号逐渐 下降，可能由于 PC 蒸发或被碳吸附。而对于 50%的体系，由于 IL-PC 之间强烈 的溶剂化作用，PC 会随着 IL 离子进入或离开孔，如图 2（d）所示。这个结果表 明，溶剂分子与离子之间的相互作用可以显著影响电化学过程。该结果与 Gebbie 等人的工作一致：当利用 CDC 作为电极时，在低浓度 EMIM-TFSI/PC 体系下， PC 不会进入孔中，但在高浓度时工作机理将相反。 同时，离子的行为取决于电极材料的表面性质。在外部原位反射 IR 中，实 验对纳米孔较多的碳纳米纤维（NCNFs）或氢氧化钾（KOH）活化的 NCNFs 进 行比较，揭示了当含氧官能团存在时不同的离子动力学。BET（Brunauer -Emmett￾Teller）和 XPS 分析表明，KOH 活化不会明显改变 NCNFs 的平均孔径，但是会 将氧含量从 2.9%提高至 4.9%。如图 2（e）所示，对于 NCNF 电极，当电压 从 0 V 扫描至 1 V 时，EMIM+和 TFSI-的的吸收都下降，说明由于离子间的强库伦 相互作用，阴阳离子同时进入 NCNF 的纳米孔中。相反，如图 2（f）所示 KOH 活化的 NCNF 电极充电时阳离子吸收增加而阴离子吸收减少。该结果表明官能 团在离子动力学中起作用。假设含氧官能团在碳表面上感应出负电荷，则在开路 电压下有利于吸附 EMIM+。因此，带正电荷的阳离子从纳米孔中解吸，阴离子 吸附到孔中。通过修饰电极材料，如表面功能化，可以优化电荷存储过程以及电