二元体系离子液体的从头算法分子动力学模拟
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
LOGO
二元体系离子液体的从头算法分子动力学模拟
分子模拟
主要内容
1 2 3
文献原文介绍 文献模拟方法 文献模拟细节 文献模拟结果与分析
4
分子模拟
一、文献原文介绍
分子模拟
原文主要内容
这篇文章通过从头算分子模拟的方法首次深入 的研究了1-乙基-3-乙基咪唑的硫氰酸盐与氯化物 的二元混合体系的结构。主要是通过径向分布 函数，联合分布函数，与角度分布函数的模拟 来考察二元混合体系的咪唑部分的结构性质。
分子模拟
二、文献模拟方法
1、模拟体系的最终结构参数是对GROMACS3.3.1生成的初始结 构进行从头算(Ab initio)及密度泛函的方法量子化学计算得到的, BLYP密度泛函使用Grimme方法分散修正
2、模拟体系的温度控制使用Nose–Hoover 链式自动控温系统 3、所有模拟都采用了Born–Oppenheimer近似，分子动力学模 拟是使用Gaussian程序完成的，平面波基函数的求解使用的是 CP2K程序，SCF（自洽场）的收敛阙值设置为1x10-5
分子模拟
分子模拟
左上图是N-H2和Cl-H2 的联合分布函数
左下图是N-H2和S-H2 的联合分布函数
分子模拟
字
分子模拟
结论
文献对通过3个体系的RDFs,ADFs及CDFs的模拟，发现了混 合体系相对于纯物质体系的一些重要的结构变化 文献发现阴离子对咪唑环上显酸性的氢原子有降低其酸性 使其碱性化的作用，Cl原子更容易取代咪唑离子初始结构 中与H2有相互作用的SCN上的N原子的位置，且对H4、 H5也有影响，同样的S原子与H4、H5的作用也被抑制了， 结果就是是与H2相配位的SCN上的N原子被取代，于是N 原子与H4、H5的配位作用更强了 因此Cl原子的引入对完整的系统及改善相互作用是个重要 的但非理想的影响，因为这种交叉相互作用会导致体系碱 度分布的极大差别。总之本文是做到了更好的模拟这个混 合物的结构特点，下一步的研究将会是这3个体系的动力学 的差异 分子模拟
Fra Baidu bibliotek
上图是混合体系中N原子与Cl原子与咪唑环上3个氢原 子的径向分布函数，分析此图可以发现在混合体系中 H2与N原子的作用明显变弱了，而氯原子与3个氢原 子的作用很强。再考虑到杂质体系中引入了少量氯原 子后，N与H2原子的相互作用变弱了，说明氯原子的 引入显著的影响了模拟物质的结构 分子模拟
左图是3个体系中S原子与氢原子 的径向分布函数 从图中可以看出相对于纯物质体 系，少量氯原子的引入及混合过 程中，H2与H5的径向分布变化 很大，而H4的径向分布函数变 化最小 这个模拟结果说明，引入氯原子 后S与H原子的相互作用变弱了
4、文献模拟了3个体系，纯1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐的纯物质 体系，含有3% 氯化1-乙基-3-甲基咪唑的杂质体系，及二者混合 比为1比1的混合体系 5、文献模拟了3个体系的RDFs,ADFs及CDFs，并分析了与之相关 的体系的结构性质
分子模拟
三、文献模拟细节
纯物质体系：温度为350K，松弛时间为3ps，时间步长为0.5fs ，总模拟时间46.5ps，cutoff为280Ryd，立方周期的盒子边长为 2027.7pm，其包含了32个离子液体对[C2C1im][SCN]（密度为 1.08g/cm3） 杂质体系：温度为398K，松弛时间为2ps，时间步长为0.5fs ， 总模拟时间25.6ps，cutoff为300Ryd，立方周期的盒子边长为 2006.07pm ， 其 包 含 了 31 个 离 子 液 体 对 [C2C1im][SCN] 与 1 个 [C2C1im][Cl] 离子液体对（密度为1.08g/cm3） 混合体系：温度为398K，松弛时间为3ps，时间步长为0.5fs ， 总模拟时间20.2ps，cutoff为30Ryd，立方周期的盒子边长为 2000pm ， 其 包 含 了 16 个 离 子 液 体 对 [C2C1im][SCN] 与 16 个 [C2C1im][Cl] 离子液体对（密度为1.05g/cm3）
分子模拟
四、文献模拟结果及分析
分子模拟
上图是文献模拟得到的纯物质体系与杂质体系中，硫氰 酸跟上的N原子与咪唑环上的3个氢原子之间的径向分布 函数，分析发现纯物质体系及杂质体系中2号氢原子(H2) 的酸性要强于4号(H4)与5号氢原子(H5)，且H4与H5的 酸性很相近；当少量杂质氯离子引入之后，H2的酸性有 所减弱。 分子模拟
二元体系离子液体的从头算法分子动力学模拟
分子模拟
主要内容
1 2 3
文献原文介绍 文献模拟方法 文献模拟细节 文献模拟结果与分析
4
分子模拟
一、文献原文介绍
分子模拟
原文主要内容
这篇文章通过从头算分子模拟的方法首次深入 的研究了1-乙基-3-乙基咪唑的硫氰酸盐与氯化物 的二元混合体系的结构。主要是通过径向分布 函数，联合分布函数，与角度分布函数的模拟 来考察二元混合体系的咪唑部分的结构性质。
分子模拟
二、文献模拟方法
1、模拟体系的最终结构参数是对GROMACS3.3.1生成的初始结 构进行从头算(Ab initio)及密度泛函的方法量子化学计算得到的, BLYP密度泛函使用Grimme方法分散修正
2、模拟体系的温度控制使用Nose–Hoover 链式自动控温系统 3、所有模拟都采用了Born–Oppenheimer近似，分子动力学模 拟是使用Gaussian程序完成的，平面波基函数的求解使用的是 CP2K程序，SCF（自洽场）的收敛阙值设置为1x10-5
分子模拟
分子模拟
左上图是N-H2和Cl-H2 的联合分布函数
左下图是N-H2和S-H2 的联合分布函数
分子模拟
字
分子模拟
结论
文献对通过3个体系的RDFs,ADFs及CDFs的模拟，发现了混 合体系相对于纯物质体系的一些重要的结构变化 文献发现阴离子对咪唑环上显酸性的氢原子有降低其酸性 使其碱性化的作用，Cl原子更容易取代咪唑离子初始结构 中与H2有相互作用的SCN上的N原子的位置，且对H4、 H5也有影响，同样的S原子与H4、H5的作用也被抑制了， 结果就是是与H2相配位的SCN上的N原子被取代，于是N 原子与H4、H5的配位作用更强了 因此Cl原子的引入对完整的系统及改善相互作用是个重要 的但非理想的影响，因为这种交叉相互作用会导致体系碱 度分布的极大差别。总之本文是做到了更好的模拟这个混 合物的结构特点，下一步的研究将会是这3个体系的动力学 的差异 分子模拟
Fra Baidu bibliotek
上图是混合体系中N原子与Cl原子与咪唑环上3个氢原 子的径向分布函数，分析此图可以发现在混合体系中 H2与N原子的作用明显变弱了，而氯原子与3个氢原 子的作用很强。再考虑到杂质体系中引入了少量氯原 子后，N与H2原子的相互作用变弱了，说明氯原子的 引入显著的影响了模拟物质的结构 分子模拟
左图是3个体系中S原子与氢原子 的径向分布函数 从图中可以看出相对于纯物质体 系，少量氯原子的引入及混合过 程中，H2与H5的径向分布变化 很大，而H4的径向分布函数变 化最小 这个模拟结果说明，引入氯原子 后S与H原子的相互作用变弱了
4、文献模拟了3个体系，纯1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐的纯物质 体系，含有3% 氯化1-乙基-3-甲基咪唑的杂质体系，及二者混合 比为1比1的混合体系 5、文献模拟了3个体系的RDFs,ADFs及CDFs，并分析了与之相关 的体系的结构性质
分子模拟
三、文献模拟细节
纯物质体系：温度为350K，松弛时间为3ps，时间步长为0.5fs ，总模拟时间46.5ps，cutoff为280Ryd，立方周期的盒子边长为 2027.7pm，其包含了32个离子液体对[C2C1im][SCN]（密度为 1.08g/cm3） 杂质体系：温度为398K，松弛时间为2ps，时间步长为0.5fs ， 总模拟时间25.6ps，cutoff为300Ryd，立方周期的盒子边长为 2006.07pm ， 其 包 含 了 31 个 离 子 液 体 对 [C2C1im][SCN] 与 1 个 [C2C1im][Cl] 离子液体对（密度为1.08g/cm3） 混合体系：温度为398K，松弛时间为3ps，时间步长为0.5fs ， 总模拟时间20.2ps，cutoff为30Ryd，立方周期的盒子边长为 2000pm ， 其 包 含 了 16 个 离 子 液 体 对 [C2C1im][SCN] 与 16 个 [C2C1im][Cl] 离子液体对（密度为1.05g/cm3）
分子模拟
四、文献模拟结果及分析
分子模拟
上图是文献模拟得到的纯物质体系与杂质体系中，硫氰 酸跟上的N原子与咪唑环上的3个氢原子之间的径向分布 函数，分析发现纯物质体系及杂质体系中2号氢原子(H2) 的酸性要强于4号(H4)与5号氢原子(H5)，且H4与H5的 酸性很相近；当少量杂质氯离子引入之后，H2的酸性有 所减弱。 分子模拟