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1、碩士學(xué)位論文離子液體及其混合物性質(zhì)的分子模擬MolecularSimulationofPropertiesforIonicLiquidsandItsMixtures學(xué)號(hào)：21107049完成日期：2014．05大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnologylUlIIIrFIIIIIIIIIIIIIIIFIIIrlIffY2592465大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請(qǐng)學(xué)位或
2、其他用途使用過(guò)的成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說(shuō)明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文題目．疊丑速緬叢盟!忍盆塑避遁塑魚(yú)丕籃塑迄作者簽名：鑾壅幸遮日期：巡』餌—互月—也日大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要吸收式熱泵可以利用多種低品位的熱能，使其成為高品質(zhì)的熱能，是回收工業(yè)余熱的重要設(shè)備。它不僅節(jié)能環(huán)保，而且有巨大經(jīng)濟(jì)效益。工質(zhì)對(duì)的物化性質(zhì)對(duì)吸收式熱泵性能的影響很大。離子液體具有良好的熱穩(wěn)定性、極低的蒸汽壓和腐蝕性極小等獨(dú)特性質(zhì)，有很多學(xué)者研究將離子液體作為吸收式熱泵的新型工質(zhì)。不同類型的陰陽(yáng)離子相互結(jié)合，可以獲得數(shù)量極大種類
3、巨多的離子液體。另外，離子液體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還很不完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)值模擬計(jì)算已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)研究的重要工具。量子化學(xué)模擬主要在分子及電子層面上對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及原子電荷進(jìn)行理論計(jì)算研究；分子動(dòng)力學(xué)模擬基于分子間相互作用，計(jì)算材料的熱力學(xué)性質(zhì)、傳遞性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)，能夠有效的研究材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。體系的汽液相平衡性質(zhì)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬使用吉布斯系綜蒙特卡洛模擬實(shí)現(xiàn)。本文應(yīng)用量子化學(xué)密度泛函理論B3LYP方法，對(duì)離子液體l，乙基．3．甲基咪唑磷酸二甲酯([EMIM][DMP】)進(jìn)行了構(gòu)型優(yōu)化，振動(dòng)頻率計(jì)算，軌道相互作用分析以及自然布居分析等。獲得了陰陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)數(shù)
4、據(jù)和各原子的電荷；陰陽(yáng)離子之間形成了氫鍵作用，同時(shí)存在電荷轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象；軌道相互作用分析揭示了離子液體穩(wěn)定化能的主要來(lái)源；計(jì)算不同數(shù)目(n=2，3，4)離子液體的振動(dòng)頻率與實(shí)驗(yàn)紅外譜圖相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好，表明計(jì)算方法的可靠性，離子簇能合理描述離子液體液相的微觀結(jié)構(gòu)。在量化的基礎(chǔ)上，利用分子動(dòng)力學(xué)模擬來(lái)研究材料的宏觀性質(zhì)，如熱力學(xué)性質(zhì)(密度和混合焓)，傳遞性質(zhì)(擴(kuò)散系數(shù)和粘度)和微觀結(jié)構(gòu)(徑向分布函數(shù))。獲得了不同濃度離子液體[EMIM][DMP]、水和甲醇三元體系的混合焓，并且和實(shí)驗(yàn)值做了比較，模擬值和實(shí)驗(yàn)值吻合較好，同時(shí)解釋了不同濃度水或甲醇對(duì)混合焓的影響。此外，還模擬計(jì)
5、算了離子液體的粘度和擴(kuò)散系數(shù)，得出在[EMIM][DMP]離子液體中，陽(yáng)離子[EMIM]+的擴(kuò)散系數(shù)大于陰離子[DMP]‘的擴(kuò)散系數(shù)。采用NPT．Gibbs系綜蒙特卡羅方法，使用Towhee7．0．2模擬軟件，計(jì)算了不同壓力和溫度下離子液體1．乙基一3甲基咪唑磷酸二甲酯／水的二元體系汽液平衡數(shù)據(jù)。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值比較一致，表明所使用的計(jì)算方法和力場(chǎng)模型的可行性。關(guān)鍵詞：離子液體；密度泛函理論；分子動(dòng)力學(xué)模擬；混合焓；汽液平衡離子液體及其混合物性質(zhì)的分子模擬MolecularSimulationofPropertiesforIonicLiquidsandItsMixturesAb
6、stractAbsorptionheatpump，whichcantakeadvantageofavarietyoflow-gradeheattomakehigherqualityheat，isimportantenergy-savingequipmentforutilizinglowtemperaturewaste-heat．Itisnotonlyenergy-efficientandenvironmental-friendlybutalsocreateshugesocialandeconomicbenefits．Inrecentyears，thedevelopmentoft
7、heabsorptionheatpumpisveryrapid．Physicalandchemicalpropertiesoftheworkingpairhaveagreatimpactonperformanceofabsorptionheatpump．Becauseofitsuniqueproperties，i．e．，thermalstability，verylowvaporpressureandsmallcorrosion，ionicliquidispossibletobeexploit
