论文部分内容阅读
室温离子液体中的水可对其在带电表面上表现出的界面特性产生显著影响，尤其是考虑到离子液体具有吸湿性，当它们放置在空气中时会不可避免地与水接触，把水完全从离子液体中除掉几乎是不可能的。尽管离子液体的界面微观结构已经被广泛的研究，但是却很少有人能够理解水含量对其界面特性具体会产生怎样的影响。因此在这项工作中，我们主要通过分子动力学模拟的方法研究了不同的含水量对离子液体在云母界面处的结构特性尤其是水的分布特性的影响，同时也研究了不同类型的室温下离子液体以及不同的表面电荷对界面结构的影响。主要研究内容有： 1）在大孔中，随着水含量的增加，云母表面吸附的水分子层越来越密集；K+离子层距离云母表面越来越远;由于离子液体的亲疏水性以及离子尺寸的不同，疏水性离子液体[Emim][TFSI]界面处聚集的水比亲水性[Emim][BF4]多。此外，界面处水分子层的二维数量密度图表明，高密度区域的水分布与云母表面的K+离子以及铝原子的位置有关。这些结果对于了解室温下离子液体的亲疏水性和不同水含量对带电表面的界面微观结构的影响是非常重要的。 2）在D=2.4nm和D=5nm的纳米孔中，疏水性离子液体[C1C10Pyr][TFSI]在界面处的微观结构与Perkin等人通过实验的方法提出的Bilayer模型基本一致。 3）含水离子液体在纳米孔界面处的分布规律与大孔中相似：水分子处于表面与离子液体之间，且随着体系中含水量的增加，界面处的水分子层越来越密集。但不同的是，在纳米孔中，界面处的水分子层距离云母表面更近，而阴阳离子层却距离云母表面更远。并且随着含水量的增加，纳米孔中水分子层的分布范围也越来越广。 这些现象对于理解受限性不同对含水离子液体在界面处结构特性的影响是非常有意义的。