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

王丁 田国才

引用本文: 王丁, 田国才. 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[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201208271 shu
Citation:  WANG Ding, TIAN Guo-Cai. Simulation Study of the Effect ofMethanol on the Structure and Properties of 1-Butyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborate Ionic Liquid[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201208271 shu

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

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(50904301, 51264021) (50904301, 51264021)

    云南省中青年学术技术带头人后备人才(2011CI013) (2011CI013)

    云南省自然科学基金(2008E0049M)资助项目 (2008E0049M)

摘要:

采用分子动力学模拟方法研究了298.15 K、0.1 MPa下摩尔分数为0.1-0.9 的甲醇对1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM][BF4])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.

English

    1. [1]

      (1) Dupont, J.; de Souza, R. F.; Suarez, P. A. Z. Chem. Rev. 2002,102, 3667. doi: 10.1021/cr010338r

      (1) Dupont, J.; de Souza, R. F.; Suarez, P. A. Z. Chem. Rev. 2002,102, 3667. doi: 10.1021/cr010338r

    2. [2]

      (2) Earle, M. J.; Seddon, K. R. Pure Appl. Chem. 2000, 72, 1391.doi: 10.1351/pac200072071391(2) Earle, M. J.; Seddon, K. R. Pure Appl. Chem. 2000, 72, 1391.doi: 10.1351/pac200072071391

    3. [3]

      (3) Wilkes, J. Green Chem. 2002, 4, 73. doi: 10.1039/b110838g(3) Wilkes, J. Green Chem. 2002, 4, 73. doi: 10.1039/b110838g

    4. [4]

      (4) Hagiwara, R.; Ito, Y. J. Fluor. Chem. 2000, 105, 221. doi: 10.1016/S0022-1139(99)00267-5(4) Hagiwara, R.; Ito, Y. J. Fluor. Chem. 2000, 105, 221. doi: 10.1016/S0022-1139(99)00267-5

    5. [5]

      (5) Wakai, C.; Oleinikova, A.; Ott, M.;Weingartner, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17028. doi: 10.1021/jp053946+(5) Wakai, C.; Oleinikova, A.; Ott, M.;Weingartner, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17028. doi: 10.1021/jp053946+

    6. [6]

      (6) Welton, T. Chem. Rev. 1999, 99, 2071. doi: 10.1021/cr980032t(6) Welton, T. Chem. Rev. 1999, 99, 2071. doi: 10.1021/cr980032t

    7. [7]

      (7) Zhang, J. M.;Wu,W. Z.; Jiang, T.; Gao, H. X.; Liu, Z. M.; He,J.; Han, B. X. J. Chem. Eng. Data 2003, 48, 1315. doi: 10.1021/je034078h(7) Zhang, J. M.;Wu,W. Z.; Jiang, T.; Gao, H. X.; Liu, Z. M.; He,J.; Han, B. X. J. Chem. Eng. Data 2003, 48, 1315. doi: 10.1021/je034078h

    8. [8]

      (8) Zhai, C. P.;Wang, J. J.; Xuan, X. P.;Wang, H. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2006, 22, 456. [翟翠萍, 王键吉, 轩小朋,汪汉卿. 物理化学学报, 2006, 22, 456.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20060413(8) Zhai, C. P.;Wang, J. J.; Xuan, X. P.;Wang, H. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2006, 22, 456. [翟翠萍, 王键吉, 轩小朋,汪汉卿. 物理化学学报, 2006, 22, 456.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20060413

    9. [9]

      (9) Arce, A.; Rodil, E.; Soto, A. J. Solut. Chem. 2006, 35, 63.doi: 10.1007/s10953-006-8939-y(9) Arce, A.; Rodil, E.; Soto, A. J. Solut. Chem. 2006, 35, 63.doi: 10.1007/s10953-006-8939-y

    10. [10]

      (10) Zafarani-Moattar, M. T.; Majdan-Cegincara, R. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 2359. doi: 10.1021/je700338t(10) Zafarani-Moattar, M. T.; Majdan-Cegincara, R. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 2359. doi: 10.1021/je700338t

    11. [11]

      (11) Domanska, U.; Laskowska, M. J. Chem. Eng. Data 2009, 54,2113. doi: 10.1021/je8008254(11) Domanska, U.; Laskowska, M. J. Chem. Eng. Data 2009, 54,2113. doi: 10.1021/je8008254

    12. [12]

      (12) Hou, H. Y.; Huang, Y. R.;Wang, S. Z.; Bai, B. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 2512. [侯海云, 黄银蓉, 王升泽,白博峰. 物理化学学报, 2011, 27, 2512.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20111120(12) Hou, H. Y.; Huang, Y. R.;Wang, S. Z.; Bai, B. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 2512. [侯海云, 黄银蓉, 王升泽,白博峰. 物理化学学报, 2011, 27, 2512.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20111120

    13. [13]

      (13) Hanke, C. G.; Atamas, N. A.; Lynden-Bell, R. M. Green Chem.2002, 4, 107. doi: 10.1039/b109179b(13) Hanke, C. G.; Atamas, N. A.; Lynden-Bell, R. M. Green Chem.2002, 4, 107. doi: 10.1039/b109179b

    14. [14]

      (14) Wu, X. P.; Liu, Z. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 1036.[吴晓萍, 刘志平. 物理化学学报, 2005, 21, 1036.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20050918(14) Wu, X. P.; Liu, Z. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 1036.[吴晓萍, 刘志平. 物理化学学报, 2005, 21, 1036.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20050918

    15. [15]

      (15) Wu, X. P.; Liu, Z. P.; Huang, S. P.;Wang,W. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 2771.(15) Wu, X. P.; Liu, Z. P.; Huang, S. P.;Wang,W. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 2771.

    16. [16]

      (16) Raabe, G.; Kohler, J. J. Chem. Phys. 2008, 129, 144503. doi: 10.1063/1.2990653(16) Raabe, G.; Kohler, J. J. Chem. Phys. 2008, 129, 144503. doi: 10.1063/1.2990653

    17. [17]

      (17) Jahangiri, S.; Taghikhani, M.; Behnejad, H.; Ahmadi, S. J. Mol. Phys. 2008, 8, 1015. doi: 10.1080/00268970802068495(17) Jahangiri, S.; Taghikhani, M.; Behnejad, H.; Ahmadi, S. J. Mol. Phys. 2008, 8, 1015. doi: 10.1080/00268970802068495

    18. [18]

      (18) Mendez-Morales, T.; Carrete, J.; Cabeza, O.; Galle , L. J.;Varela, L. M. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 11170. doi: 10.1021/jp206341z(18) Mendez-Morales, T.; Carrete, J.; Cabeza, O.; Galle , L. J.;Varela, L. M. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 11170. doi: 10.1021/jp206341z

    19. [19]

      (19) Ye, T. X.; Zhang, Y. H.; Liu, J. H.; Zhang, Z. L. J. China Univ. Petro. (Edition of Natural Science) 2004, 28 (4), 105. [叶天旭, 张予辉, 刘金河, 张在龙. 中国石油大学学报(自然科学版), 2004, 28 (4), 105.](19) Ye, T. X.; Zhang, Y. H.; Liu, J. H.; Zhang, Z. L. J. China Univ. Petro. (Edition of Natural Science) 2004, 28 (4), 105. [叶天旭, 张予辉, 刘金河, 张在龙. 中国石油大学学报(自然科学版), 2004, 28 (4), 105.]

    20. [20]

      (20) Zhao, D. B.; Kou, Y. Univ. Chem. 2002, 17 (1), 42. [赵东滨,寇元. 大学化学, 2002, 17 (1), 42.](20) Zhao, D. B.; Kou, Y. Univ. Chem. 2002, 17 (1), 42. [赵东滨,寇元. 大学化学, 2002, 17 (1), 42.]

    21. [21]

      (21) Canongia-Lopes, J. N.; Deschamps, J.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2038. doi: 10.1021/jp0362133(21) Canongia-Lopes, J. N.; Deschamps, J.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2038. doi: 10.1021/jp0362133

    22. [22]

      (22) Canongia-Lopes, J. N.; Deschamps, J.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11250. doi: 10.1021/jp0476996(22) Canongia-Lopes, J. N.; Deschamps, J.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11250. doi: 10.1021/jp0476996

    23. [23]

      (23) Bhargava, B. L.; Balasubramanian, S. J. Chem. Phys. 2005, 123,144505. doi: 10.1063/1.2041487(23) Bhargava, B. L.; Balasubramanian, S. J. Chem. Phys. 2005, 123,144505. doi: 10.1063/1.2041487

    24. [24]

      (24) Schroder, C.; Rudas, T.; Neumayr, G.; Benkner, S.; Steinhauser,O. J. Chem. Phys. 2007, 127, 234503. doi: 10.1063/1.2805074(24) Schroder, C.; Rudas, T.; Neumayr, G.; Benkner, S.; Steinhauser,O. J. Chem. Phys. 2007, 127, 234503. doi: 10.1063/1.2805074

    25. [25]

      (25) Kowsari, M. H.; Alavi, S.; Ashrafizaadeh, M.; Najafi, B.J. Chem. Phys. 2008, 129, 224508. doi: 10.1063/1.3035978(25) Kowsari, M. H.; Alavi, S.; Ashrafizaadeh, M.; Najafi, B.J. Chem. Phys. 2008, 129, 224508. doi: 10.1063/1.3035978

    26. [26]

      (26) Skarmoutsos, I.; Dellis, D.; Matthews, R. P.;Welton, T.; Hunt, P.A. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 4921. doi: 10.1021/jp209485y(26) Skarmoutsos, I.; Dellis, D.; Matthews, R. P.;Welton, T.; Hunt, P.A. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 4921. doi: 10.1021/jp209485y

    27. [27]

      (27) Feng, H. J.; Zhou, J.; Qian, Y. J. Chem. Phys. 2011, 135,144501. doi: 10.1063/1.3641486(27) Feng, H. J.; Zhou, J.; Qian, Y. J. Chem. Phys. 2011, 135,144501. doi: 10.1063/1.3641486

    28. [28]

      (28) de Andrade, J.; Boes, E. S.; Stassen, H. J. Phys. Chem. B 2002,106, 13344. doi: 10.1021/jp0216629(28) de Andrade, J.; Boes, E. S.; Stassen, H. J. Phys. Chem. B 2002,106, 13344. doi: 10.1021/jp0216629

    29. [29]

      (29) Cornell,W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; uld, I. R.; Merz, K.M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J.W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179. doi: 10.1021/ja00124a002(29) Cornell,W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; uld, I. R.; Merz, K.M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J.W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179. doi: 10.1021/ja00124a002

    30. [30]

      (30) Lyubartsev, A. P.; Laaksonen, A. Comput. Phys. Commun. 2000,128, 565. doi: 10.1016/S0010-4655(99)00529-9(30) Lyubartsev, A. P.; Laaksonen, A. Comput. Phys. Commun. 2000,128, 565. doi: 10.1016/S0010-4655(99)00529-9

    31. [31]

      (31) Iglesias-Otero, M. A.; Troncoso, J.; Carballo, E. J. Solut. Chem.2007, 36, 1219. doi: 10.1007/s10953-007-9186-6(31) Iglesias-Otero, M. A.; Troncoso, J.; Carballo, E. J. Solut. Chem.2007, 36, 1219. doi: 10.1007/s10953-007-9186-6

    32. [32]

      (32) Gu, Z.; Brennecke, J. F. J. Chem. Eng. Data 2002, 47 (2), 339.doi: 10.1021/je010242u(32) Gu, Z.; Brennecke, J. F. J. Chem. Eng. Data 2002, 47 (2), 339.doi: 10.1021/je010242u

    33. [33]

      (33) Mendez-Morales, T.; Carrete, J.; Garcia, M.; Cabeza, O.;Galle , L. J.; Varela, L. M. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 15313.doi: 10.1021/jp209563b(33) Mendez-Morales, T.; Carrete, J.; Garcia, M.; Cabeza, O.;Galle , L. J.; Varela, L. M. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 15313.doi: 10.1021/jp209563b

    34. [34]

      (34) Liu, J.; Cao, D. P.; Zhang, L. Q. J. Phys. Chem. C 2008, 112,6653. doi: 10.1021/jp800474t(34) Liu, J.; Cao, D. P.; Zhang, L. Q. J. Phys. Chem. C 2008, 112,6653. doi: 10.1021/jp800474t

    35. [35]

      (35) Abbott, A. P. ChemPhysChem 2005, 6, 2502.(35) Abbott, A. P. ChemPhysChem 2005, 6, 2502.

    36. [36]

      (36) Noda, A.; Hayamizu, K.;Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2001,105, 4603. doi: 10.1021/jp004132q(36) Noda, A.; Hayamizu, K.;Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2001,105, 4603. doi: 10.1021/jp004132q

    37. [37]

      (37) Stoppa, A.; Hunger, J.; Buchner, R. J. Chem. Eng. Data 2009,54, 472. doi: 10.1021/je800468h(37) Stoppa, A.; Hunger, J.; Buchner, R. J. Chem. Eng. Data 2009,54, 472. doi: 10.1021/je800468h

    38. [38]

      (38) Zhang, S. J.; Lü, X. M. Ionic Liquids-from Fundamentals to Applications; Science Press: Beijing, 2006; p 111. [张锁江,吕兴梅. 离子液体-从基础研究到工业应用. 北京: 科学出版社, 2006: 111.](38) Zhang, S. J.; Lü, X. M. Ionic Liquids-from Fundamentals to Applications; Science Press: Beijing, 2006; p 111. [张锁江,吕兴梅. 离子液体-从基础研究到工业应用. 北京: 科学出版社, 2006: 111.]

    39. [39]

      (39) Laaksonen, L. J. Mol. Graph. 1992, 10, 33. doi: 10.1016/0263-7855(92)80007-Z

      (39) Laaksonen, L. J. Mol. Graph. 1992, 10, 33. doi: 10.1016/0263-7855(92)80007-Z

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1157
  • 文章访问数:  3057
  • HTML全文浏览量:  78
文章相关
  • 发布日期:  2012-10-17
  • 收稿日期:  2012-06-12
  • 网络出版日期:  2012-08-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章