離子液體-水混合體系的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、離子液體作為新型綠色環(huán)保型材料在各工業(yè)領(lǐng)域都得到了很好應(yīng)用，但離子液體在合成與應(yīng)用中會(huì)不可避免摻入雜質(zhì)水分子，同時(shí)多數(shù)離子液體具有一定的吸水性，甚至常溫常壓下一些疏水性的離子液體也可以從空氣中吸收一定量的水分。水對(duì)離子液體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有著不可忽視的影響。本文以離子液體-水的混合體系為研究對(duì)象，采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法進(jìn)行研究，主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　首先，模擬研究了水含量對(duì)離子液體1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽([Bmim][Ac

2、])的粘度性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)影響。結(jié)果顯示隨著水含量的增加，[Bmim][Ac]的粘度先上升后下降，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。模擬發(fā)現(xiàn)混合體系中出現(xiàn)陰離子和水相間的鏈狀結(jié)構(gòu)，水含量增加鏈狀結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)。鏈狀結(jié)構(gòu)的存在降低了離子液體的擴(kuò)散能力使得粘度上升，之后水含量增加起稀釋作用使體系粘度開(kāi)始下降。
　　其次，模擬研究了陽(yáng)離子為[Bmim]+，陰離子分別為四氟硼酸([BF4]-)、雙三氟甲磺酰亞胺（[Tf2N]-）、丙酸([C3COO]-)及1-丁基

3、吡啶醋酸鹽([Bpy][Ac])四種離子液體-水的混合體系，考察陰陽(yáng)離子對(duì)體系粘度的影響，結(jié)果顯示[Bmim][BF4]和[Bmim][Tf2N]粘度隨水含量增加單調(diào)下降，其中存在球形或類球形的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，而[Bmim][C3COO]和[Bpy][Ac]體系粘度隨水含量增加先上升后下降，其中存在陰離子與水相間的鏈狀結(jié)構(gòu)，與[Bmim][Ac]體系相同。表明鏈狀結(jié)構(gòu)是造成體系粘度非常規(guī)變化的重要影響因素。
　　最后，研究不同碳鏈長(zhǎng)度的