离子液体-水混合体系的分子动力学研究
离子液体作为新型绿色环保型材料在各工业领域都得到了很好应用，但离子液体在合成与应用中会不可避免掺入杂质水分子，同时多数离子液体具有一定的吸水性，甚至常温常压下一些疏水性的离子液体也可以从空气中吸收一定量的水分。水对离子液体的结构性质有着不可忽视的影响。本文以离子液体-水的混合体系为研究对象，采用分子动力学模拟方法进行研究，主要研究内容及结论如下: 首先，模拟研究了水含量对离子液体1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐([Bmim][Ac])的粘度性质和微观结构影响。结果显示随着水含量的增加，[Bmim][Ac]的粘度先上升后下降，与实验结果一致。模拟发现混合体系中出现阴离子和水相间的链状结构，水含量增加链状结构增长。链状结构的存在降低了离子液体的扩散能力使得粘度上升，之后水含量增加起稀释作用使体系粘度开始下降。 其次，模拟研究了阳离子为[Bmim]+，阴离子分别为四氟硼酸([BF4]-)、双三氟甲磺酰亚胺（[Tf2N]-）、丙酸([C3COO]-)及1-丁基吡啶醋酸盐([Bpy][Ac])四种离子液体-水的混合体系，考察阴阳离子对体系粘度的影响，结果显示[Bmim][BF4]和[Bmim][Tf2N]粘度随水含量增加单调下降，其中存在球形或类球形的团簇结构，而[Bmim][C3COO]和[Bpy][Ac]体系粘度随水含量增加先上升后下降，其中存在阴离子与水相间的链状结构，与[Bmim][Ac]体系相同。表明链状结构是造成体系粘度非常规变化的重要影响因素。 最后，研究不同碳链长度的咪唑类离子液体[Cnmim][Cl](n=4，6，8，10，12)水溶液中的团簇行为。结果显示团簇随着离子液体的浓度增加以及咪唑阳离子侧链长度的增加趋于明显。
离子液体;水含量;粘度性质;微观结构;分子动力学
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
于光认
2017
中文
TB39;TB303
89
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）