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分子动力学模拟研究[Bmim][PF6]+水+醇三元体系的微观结构和分子间相互作用
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O642[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院化学研究所,中国科学院胶体界面与化学热力学重点实验室,北京分子科学国家实验室,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(21133009,U1232203)资助项目
中文摘要:

研究离子液体体系的微观结构和分子间相互作用具有重要意义。本文对1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])+水+乙醇和[Bmim][PF6]+水+异丙醇三元体系进行了分子模拟研究,计算了径向分布函数和不同组成的水-醇混合溶剂与离子液体阴阳离子间的相互作用能,并将其分解为库仑相互作用能和Lennard-Jones (LJ)势能。在此基础上,研究了溶液体系的微观结构、分子间相互作用和相行为。结果表明,水倾向于与离子液体阴离子和阳离子极性部分作用,醇倾向于与阴离子和阳离子非极性部分作用;库仑力主导阴离子-溶剂相互作用,色散力主导阳离子-溶剂相互作用,阴阳离子的缔合状态对色散力影响较小,对库仑力的影响非常显著。

英文摘要:

Studying the microstructure and intermolecular interactions of ionic liquid (IL) systems is of great importance. In this work, molecular dynamics (MD) simulations were performed on 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([Bmim][PF6])+water+ethanol and [Bmim][PF6]+water+isopropanol ternary systems. Radial distribution functions were calculated, and the interaction energies between ion pairs and mixed solvents of different compositions were decomposed into Coulombic interaction energies and Lennard-Jones (LJ) potentials. The microstructure and intermolecular interactions of the ternary systems were studied based on the results, and the phase behaviors of the systems were discussed. The results show that water tends to interact with the anion and polar part of the cation, while alcohols prefer to interact with the anion and nonpolar part of the cation. The Coulombic interaction dominates over the anion-solvent interaction, while the LJ interaction dominates over the cation-solvent interaction. The association state of the ion pair has a smal effect on the LJ interaction, but a significant effect on the Coulombic interaction.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781