1,3-二甲基咪唑硝酸盐离子液体与水的分子动力学模拟研究
化学物理
2022-06-14 v1
摘要
对离子液体与水之间分子间相互作用的基础理解，是预测离子液体性质的重要方面。采用量子力学（QM）和分子动力学（MD）模拟，研究了1,3-二甲基咪唑鎓[DMIM]+阳离子和硝酸根[NO3]-阴离子与水的分子间或非共价相互作用。首先针对分子二聚体进行了广泛的电子结构计算，使用不同理论水平和基组以确定二聚体优化几何结构并估算气相中的结合能。使用6-311++G(d,p)基组时，许多计算得到了阳离子-阴离子和阴离子-水对的平面二聚体几何结构。与采用Møller-Plesset二阶微扰理论（MP2）获得的能量相比，色散修正交换关联泛函对所有测试对给出了更有利的结合能。接下来使用修正的多极可极化力场（PFF）进行分子动力学模拟。从热力学性质角度评估了水对离子液体的影响。热力学性质包括液体密度、过量摩尔体积以及随水浓度变化的液体结构g(r)。离子液体-水混合物的密度随水浓度增加而单调下降。低水浓度下获得负过量体积，表明水与离子液体组分间存在强分子间相互作用。离子液体-水混合物的液体结构显示，随水浓度增加，阴离子倾向于在更短分子间距离上与阳离子相互作用。
引用
@article{arxiv.2206.06162,
title = {Molecular dynamics simulation studies of 1,3-dimethyl imidazolium nitrate ionic liquid with water},
author = {Oleg N. Starovoytov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06162},
year = {2022}
}