《表4 离子液体与水、乙腈相互作用能》

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《乙腈+水+离子液体等压汽液平衡测定与计算》

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COSMO模型[35]是一种先验性模型，仅通过分子结构优化获得的表面链节电荷密度即可完成相平衡等性质预测，并提供分子水平的机理信息。本文借助Material Studio（V7.0）中的DMol3模块、使用GGA/VWN-BP密度泛函形式和DNP+基组对分子结构进行优化，获得了COSMO文件和分子相互作用能，后者列于表4，离子液体和水产生的相互作用能明显高于与乙腈的相互作用，同时也高于乙腈与水的相互作用，因此离子液体可促进乙腈的分离。此外，根据实验结果可知，离子液体[EMIM][OAC]的效果要优于[EMIM][DEP]，此从相互作用能得到了直观反映，即[EMIM][OAC]与水的作用高于[EMIM][DEP]。图6给出了优化的分子簇几何结构图，表明[EMIM][OAC]与水形成的氢键键能要强于[EMIM][DEP]，从分子或离子的表面链节电荷密度也可获知同样信息，见图7，其中两条垂直虚线分别对应电荷密度为-0.0082和0.0082 e·?-2（1?=0.1 nm），小于前者表示链节为氢键授体，大于后者表示氢键受体，且越远离、峰值（面积）越大对应性质越强，可见[OAC]-结合氢键的能量最强，而水可为氢键授体，因此产生了强烈的相互作用。采用COSMO-SAC模型[36]对本文研究的三元和四元VLE进行了预测，结果包括在图1～图4，COSMO模型可给出正确的趋势预测，在较低离子液体浓度时预测结果满意，但随着离子液体浓度的增加预测偏差增大。