利用平衡动力学方法预测离子液体的动力学性质

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• 英文论文题名：Transport properties of some Ionic Liquids from Equilibrium Molecular Dynamics Simulation
• 论文作者：马杰 ; 曹风雷 ; 孙淮
• 英文论文作者：Jie Ma ; Fenglei Cao ; Huai Sun ; School of Chemistry and Chemical Engineering ; Shanghai Jiao Tong University
• 年：2016
• 作者机构：上海交通大学化学化工学院;
• 论文关键词：离子液体 ; Green-Kubo方程 ; 平衡动力学 ; 分子模拟
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十四分会：化学动力学
• 语种：中文
• 分类号：O645.1
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第四十四分会 ; 化学动力学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：345k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

离子液体(IL)是一类特殊的化学化工材料,一般由有机阳离子和无机阴离子组成。由于其几乎没有蒸汽压、电化学稳定性好、分解后的产物绿色环保等诸多特点,离子液体已经受到材料、化工以及电化学界的广泛关注~([1,2])。离子液体的性质可以通过改变阴阳离子组成而加以控制。近年来,分子模拟在离子液体的研究中发挥了重要的作用,能够精确的预测离子液体的平衡热力学性质(密度、蒸发焓等)。但是由于离子液体结构相对复杂、分子间作用力强、粘度大,对离子液体的动力学性质的模拟并没有得到很好的结果[3]。本工作中,我们采用Green-Kubo平衡动力学方法对离子液体的动力学性质进行计算和预测。选用的离子液体模型包括[PF6]~-,[BF4]~-,[CF3SO3]~-,[NTf2]~-,[NO3]~-阴离子和吡啶阳离子[PY]~+,每个体系的模拟时间为500ns。对所选体系进行了粘度、电导率以及扩散系数的计算,结果表明Green-Kubo平衡动力学方法可以很好的计算和预测离子液体的动力学性质。
Room-temperature ionic liquids(ILs) are a group of salts, which consist organic cation and inorganic anion. Due to their negligible vapor pressures, high thermal stabilities and ionic conductivities, and a wide temperature range in the liquid state, there substances are receiving increasingly greater attention on account of their application ad alternative solvents. Recently, molecule simulations have proven useful for accessing less established trends, and they had been demonstrate to predict the thermodynamics of ILs in quantitative agreement with experiment, but not good for transport properties especially viscosity. In this work, Transport properties of five room-temperature ionic liquids based on the [PY]~+ cation with any anions, [PF6]~-, [BF4]~-,[CF3SO3]~-, [NTf2]~- [NO3]~-. Each system was 400 ns long. The results show that, the self-confusion and conductivity are agree with experiments, but for viscosity, there are also some problems.

引文

1 Canongia Lopes,J.N.;Rebelo,L.P.N.,The distillation and volatility of ionic liquids.J.A.Nature 2006,439,831.
    2 Smiglak,M.;Reichert,W.M.;Holbrey,J.D.;Kirichenko,K.;Singh,S.;Katritzky,A.R.,Combustible ionic liquids by design:is laboratory safety another ionic liquid myth?.Chem.Commun.2006,2554.
    3 Anirban Mondal;Sundaram Balasubramanian.,A Molecular Dynamics Study of Collective Transport Properties of Imidazolium-Based Room-Temperature Ionic Liquids.J.Chem.Eng.Data 2014,59,3061-3068