Skip to main content
SUPERVISOR
سامان علوی شوشتری (استاد راهنما) محمود اشرفی زاده (استاد مشاور) بیژن نجفی (استاد راهنما) سید جواد هاشمی فر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadhossein Kowsari
محمدحسین کوثری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1383

TITLE

Molecular Dynamics Simulation of the Imidazolium-Based Ionic Liquids: Determine of the Dynamics and Transport Properties,Structure and Melting point
In the first part of this thesis, molecular dynamics (MD) simulation is used to study the dynamics and traort properties of twelve room temperature ionic liquids of the 1-alkyl-3-methylimidazolium [amim] + (alkyl = methyl, ethyl, propyl, and butyl) family with PF 6 ? , NO 3 ? , and Cl ? counterions. The goal of first part of research is to provide molecular level understanding of the traort coefficients of these liquids as guidance to experimentalists on choosing anion and cation pairs to match required properties of ionic liquid solvents. By employing of trajectory-averaging, the ionic diffusion coefficients determine and evaluate from the linear slope of mean-square displacements (MSDs) and from the integration of the velocity autocorrelation functions (VACFs). The electrical conductivity is calculated from the Nernst-Einstein and Green-Kubo formulas and the viscosity is also determined from the Stokes-Einstein relation. Simulation results can show good agreement with experiment in predicting relative trends in the traort coefficients and determining the role of the cation and anion structure on the dynamical and traort behavior of this family of ionic liquids. Simulations of this thesis show that the major factors determining the magnitude of the self-diffusion, electrical conductivity, and viscosity are the geometric shape, ion size, and the delocalization of the ionic charge in the anion. In the second part of thesis, we use MD simulation to study the structure, dynamics, and congruent melting of the equimolar compound of 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide with benzene, [emim][NTf 2 ]•C 6 H 6 . The calculated melting point of 290 ± 4 K is in excellent agreement with the experimental melting point of 288 K.
در بخش اول این رساله، از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه خواص دینامیکی و انتقالی 12 مایع یونی در دمای اتاق از خانواده 1- آلکیل-3- متیل ایمیدازولیم، [amim] + ، (با گروه های آلکیل جانبی متیل، اتیل، پروپیل و بوتیل) همراه با آنیون های هگزا فلوئورو فسفات، نیترات و کلرید استفاده شده است. هدف بخش اول تحقیق، فراهم نمودن فهمی از ضرایب انتقالی این مایعات در سطح مولکولی است تا به افراد تجربی در انتخاب کاتیون و آنیون سازنده مایعات یونی متناسب با خواص مورد نیاز این حلال ها کمک کند. با انجام متوسط گیری روی مسیر ها، ضرایب نفوذ یونی از روی شیب بخش خطی نمودار های MSD و از روی انتگرال VACF تعیین و ارزیابی شدند. هدایت الکتریکی از روی روابط نرنست- اینشتین و گرین-کوبو محاسبه شد و ویسکوزیته نیز از روی رابطه استوک- اینشتین تعیین گردید. نتایج شبیه سازی در پیش بینی روند های نسبی ضرایب انتقالی و تعیین نقش ساختار کاتیون و آنیون بر رفتار دینامیکی و انتقالی این خانواده از مایعات یونی به توافق خوبی با تجربه دست یافت. شبیه سازی های این رساله نشان می دهد که شکل هندسی، اندازه یون و عدم استقرار بار در آنیون از عوامل اصلی تعیین کننده مقدار ضرایب انتقالی هستند. در بخش دوم رساله، ما از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه ی ساختار, دینامیک و ذوب هم نهشت بلور دوتایی مخلوطی با کسر مولی یکسان از مایع یونی 1- اتیل-3- متیل ایمیدازولیم بیس- (تری فلوئورو متان سولفونیل) ایمید با بنزن، [emim][NTf 2 ]•C 6 H 6 ، استفاده کردیم. نقطه ذوب محاسبه شده برابر K 4±290 به دست آمد که در توافق عالی با نقطه ذوب تجربی (K 288) است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی