用于熔盐气液平衡预测的原子尺度模拟框架及其在 NaCl 上的应用

熔盐气液平衡（VLE）性质的知识对于太阳能与核能生产应用中热储能系统的设计十分重要。所涉及的高温使其实验测定颇为困难，而宏观热力学关联与基于分子的预测方法的发展，也因需恰当纳入发生化学反应的气相物种而复杂化。我们推导了一个基于热力学的一般原子尺度模拟框架用于熔盐 VLE 预测，并展示其在 NaCl 上的应用。其输入量为气相反应的随温度变化的理想气体自由能数据，以及液体的密度与剩余化学势数据。若实验上无法获得，前者可用标准电子结构软件预测，后者可用经典原子尺度模拟方法求得。该框架预测蒸气压、共存相密度、气相组成与汽化焓的温度依赖关系。它还预测以少量存在的气相物种（如自由离子）的浓度，这些量在实验上极难测量。我们进一步利用 VLE 结果获得完整 VLE 双节穹顶与临界性质的近似。我们针对熔融 NaCl 验证了该框架，其基于实验的密度与化学势数据见于文献。随后将其应用于两种常用原子尺度力场的 NaCl 模拟数据分析。该框架可轻易推广至熔盐混合物与离子液体。