甲醇对1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体结构与性质影响的模拟研究.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao12558ActaP．一Chim．Sin．2012，28(11)，2558-2566November[Article]doi：l0．3866／PKU．WHXB201208271、^r、)lw．whxb．pku．edu．cn甲醇对1-丁基一3一甲基咪唑四氟硼酸离子液体结构与性质影响的模拟研究王丁田国才(昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明650093)摘要：采用分子动力学模拟方法研究了298．15K、0．1MPa下摩尔分数为0．1—0．9的甲醇对1．丁基．3．甲基

2、咪唑四氟硼酸盐([BMIMI[BF】)结构与性质的影响．获得了体系的密度、径向分布函数、配位数、自扩散系数、粘度和电导率，模拟得到的密度值与实验值符合较好．结果显示：体系各组分之间的径向分布函数随甲醇摩尔分数的增加呈规律性变化：体系内阴阳离子的自扩散系数随着甲醇摩尔分数的增加不断增大：甲醇的加入削弱了阴阳离子之间的相互作用，体系粘度随着甲醇摩尔分数的增加逐渐减小，电导率不断增大．分析空间分布函数得到体系中各组分的三维空间分布情况．关键词：离子液体：1-丁基-3一甲基咪唑四氟硼酸盐；甲醇：分子动力学模拟：微观

3、结构：物理化学性质中图分类号：0643；0645SimulationStudyoftheEfectofMethanolontheStructureandPropertiesof1-Butyl--3-methylimidazoliumTetrafluoroborateIonicLiquidWANGDingTIANGuo—Cai(FacultyofMetallurgicalandEnergyEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunrning6

4、50093，R．China)Abstract：Themicrostructureandpropertiesof1-butyI．3．methylimidazoliumtetrafluoroborate(『BMIM1【BF4])／methanolmixtureswithdiferentamount-of-substancefractionsformethanol(0．1一O．9)werestudiedbymoleculardynamics(MD)simulationsat298．15Kand0．1MPa．The

5、densities，radiaIdistributionfunctions，COOrdinationnumbers，self-diffusioncoe仟icients，viscosities，andconductivitiesofthesystemswereobtained．ThesimulateddensitiesagreedwithexperimentaIvalues．AsthemethanoIamount-of-substancefractionincreased．theradiaIdistribut

6、ionfunctionsofdiferentcomponentsinthemixtureshowedregularchanges，theinteractionbetweentheanionandcationandtheviscositydecreased．andtheconductivityandtheself-difusioncoeficientsincreased．Thespatialdistributionfunctionsobtainedfr0mtheMDsimulationswerevisuali

7、zedtodepictthemicroscopicstructuresofdiferentcomponentsinthesystem．KeyWords：Ionicliquid；1-Butyl·-3-·methylimidazoliumtetrafluoroborate；Methanol；Moleculardynamicssimulation；Microstructure；Physicochemicalproperty1引言于室温下呈液态的离子体系．它具有电化学窗口离子液体，又称室温离子液体或室温熔盐，是宽、

8、导热导电良好、不易挥发、不可燃、热稳定性好完全由特定的阳离子和阴离子构成的在室温或近等一系列特点而被誉为新型“绿色”溶剂和电解质，Received：June12，2012；Revised：August24，2012；PublishedonWeb：August272012．’Correspondingauthor．Email：tiangc01@gmail．com；Tel：+86—870—5l62008．Thepro