从环境到超冷条件下水溶液中氢氧化物盐的热扩散：离子特异性、结构与质量效应

水溶液中的热扩散对温度、浓度和盐类成分具有复杂依赖性，但其微观起源仍不完全为人所知。本文采用非平衡分子动力学（NEMD）模拟，研究240-300 K温度范围内浓度为1 m和4 m的水溶液中氢氧化物盐的热力学输运和热扩散。建立在NaCl和LiCl研究基础上，我们将分析扩展至含有K⁺和I⁻离子的体系，以评估离子特异性效应。在所研究的所有体系中，随着冷却，热导率普遍减小，且在较高盐浓度下 generally 降低。Soret系数随温度增加，使溶液从低温的亲热行为转向高温的较亲排斥行为。清晰的离子依赖性趋势被观察到，Na⁺和K⁺盐 generally 显示更强的亲排斥反应，尤其是在碘盐中尤其如此。我们估计，碘盐相对于实验的 inversion 温度偏移对应于有效传热的局部偏移4-5 kJ/mol，表明hydration热力学或热-质量耦合的微小变化可显著影响Soret系数的符号变化。结构分析表明，较低温度和较低浓度更喜欢更四面体有序的LDL样水环境，这与增强的亲热性相关。对inversion温度和质量效应的分析进一步表明，传热热量包含结构和动力学两个贡献。这些发现提供了水溶液中hydration结构、离子质量及热扩散传输相互作用的分子水平见解。