论文题目: 含室温离子液体体系的计算机模拟
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学工程
作者: 吴晓萍
导师: 汪文川,刘志平
关键词: 室温离子液体,分子动力学模拟,混合物,力场,溶解度
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 室温离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或室温附近呈液态的一类有机盐。与传统的有机溶剂相比，离子液体具有液态温度范围宽；蒸汽压低，不易挥发；对大量的无机和有机物质都表现出良好的溶解能力，且具有溶剂和催化剂的双重功效；可设计性强等优点。由于离子液体的这些特殊性质和表现，使得近年来有关离子液体的研究备受关注。 本工作中，首先应用本组开发的基于咪唑类离子液体的全原子力场模型（AA）（J.Phys.Chem.B,2004,108,12978-12989）对[bmim][BF4]（1）+乙腈（2）的混合物进行了分子动力学模拟。预测的密度和实验值吻合非常好，偏差小于2％；超额摩尔体积为负值，且在[bmim][BF4]摩尔分率为0.3时出现最小值，这与实验观察到的现象相吻合。根据模拟得到的各组分的自扩散系数估算了混合物的扩散系数，并根据Stokes-Einstein关联式估算了混合物的粘度，结果与实验测定的粘度数据吻合。另外，本文详细考察了该混合物体系的微观结构，组分间径向分布函数及空间分布均表明，在[bmim][BF4]摩尔分率为0.3时混合物的微观结构存在一定的特殊性，与宏观现象相一致。模型总体上合理地反映了该混合物体系的特性。 由于离子液体体系完全由带电粒子构成，静电能的计算需耗费大量机时，同时也为了增强模型的预测能力，在接下来的工作中对该力场进行了简化，开发了联合原子力场（UA）模型。对咪唑基阳离子烷
论文目录:
第一章 绪论
1.1 室温离子液体研究概况
1.2 室温离子液体的种类及应用
1.2.1 室温离子液体的种类
1.2.2 离子液体的应用
1.2.2.1 反应溶剂
1.2.2.2 分离提纯技术
1.2.2.3 电化学方面的应用
1.3 室温离子液体模拟概述
1.3.1 国外研究情况
1.3.2 本组工作介绍
参考文献
第二章 室温离子液体[BMIM][BF_4]与乙腈混合物的分子动力学模拟
2.1 引言
2.2 力场及MD模拟细节
2.2.1. 力场
2.2.2 交互作用
2.2.3 模拟细节
2.3 结果与讨论
2.3.1 纯组分
2.3.2 混合物
2.3.2.1 密度
2.3.2.2 分子间作用能
2.3.2.3 自扩散系数
2.3.2.4 超额性质
2.3.2.5 微观结构
2.3.2.5.1 径向分布函数
2.3.2.5.2 空间分布
2.4 可靠性检验
2.5 本章小结
参考文献
第三章 联合原子力场的开发
3.1 量子力学方法简介
3.1.1 Ab initio法
3.1.1.1 Hartree-Fock近似
3.1.1.2 关联性
3.1.1.3 Ab initio法的优缺点
3.1.2 基函数
3.1.2.1 基函数的形式
3.1.3 原子电荷
3.2 联合原子力场
3.2.1 引言
3.2.2 力场势能函数及原子类型说明
3.2.3 Lennard-Jones参数的确定
3.2.4 键能参数的调整
3.2.5 原子电荷的拟合
参考文献
第四章 联合原子力场检验
4.1 模拟细节
4.2 纯组分的模拟
4.2.1 离子对能量
4.2.2 纯流体密度
4.2.3 纯流体其它性质
4.2.4 纯流体微观结构
4.3 混合物的模拟
4.3.1 密度
4.3.2 扩散性质
4.3.3 粘度
4.3.4 能量
4.4 本章小结
参考文献
第五章 室温离子液体[BMIM][BF_4]和水混合物的计算机模拟
5.1 引言
5.2 模拟细节
5.3 结果与讨论
5.3.1 [bmim][BF_4](1)-H_2O(2)体系的微观结构
5.3.2 [bmim][BF_4](1)-H_2O(2)体系的局部组成
5.3.2.1 局部组成的概念
5.3.2.2 模拟结果和讨论
5.3.3 用Kirkwood-Buff(KB)积分研究[bmim][BF_4]-H_2O体系
5.3.3.1 Kirkwood-Buff(KB)积分理论
5.3.3.2 KB积分用于[bmim][BF_4](1)-H_2O(2)体系
5.4 本章小结
参考文献
第六章 气体在室温离子液体中的溶解度
6.1 引言
6.2 模拟方法介绍
6.2.1 分子力场及模拟细节
6.2.2 粒子插入法
6.3 结果与讨论
6.3.1 插入次数的确定
6.3.2 [bmim][BF_4]和[bmim][PF_6]中气体溶解度
6.3.2.1 超额化学势
6.3.2.2 CO_2气体溶解度与实验值的比较
6.3.2.3 [bmim][PF_6]中不同气体的溶解度
6.3.3 常温下气体在不同离子液体中的溶解度
6.3.4 UA和AA力场计算结果比较
6.4 本章小结
参考文献
结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
发布时间: 2006-09-13
参考文献
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- [3].过渡金属催化的环化反应及其在固载化不对称合成中的应用[D]. 赵雅彬.兰州大学2009
- [4].室温离子液体在过渡金属及贵金属化学蒸气发生中的应用[D]. 张川.南开大学2009
- [5].基于新型碳材料和室温离子液体的电化学传感研究[D]. 肖春辉.湖南大学2012
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