二元体系离子液体的从头算法分子动力学模拟

分子模拟
四、文献模拟结果及分析
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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
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
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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）
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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
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二元体系离子液体的从头算法分子动力学模拟
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主要内容
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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
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一、文献原文介绍
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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。
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
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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
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结论
文献对通过3个体系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