电场响应下离子液体/多孔碳界面结构的分子模拟和波谱研究

There are a large number of hydrogen bonds, electrostatic interaction in ionic liquid, the phase structure is not uniform, easy to form a cluster structure. In response to the electric field under the condition, will destroy the hydrogen bond network, electrostatic shielding effect of ionic liquid, the heterogeneous cluster structure changes. From the atomic / molecular level study of ionic liquid in porous carbon under the action of the project aims at, ionic liquid molecular orientation, at the interface of the distribution of micro structure characteristics and enrichment effect; influence between ionic liquid and porous carbon interface electrostatic, hydrogen bonding force on the interface micro chemical potential; in response to the electric field, the characteristics of the dynamic changes of interface structure and response characteristics, stability conditions are obtained in different structure; in-depth study of changes in the electric field response between the micro power and electric power mutual competition and coordination, clarify the interface structure and formation mechanism of critical point mutation, and then through the regulation of interface chemical potential to control the interface structure and interface for precise control of the response of electric model.

离子液体中存在着大量氢键、静电作用，使得其体相结构不均匀，容易形成团簇结构。而在电场响应的情况下，必然会破坏离子液体中的氢键网络、静电屏蔽作用，使其不均质团簇结构随之发生变化。本项目旨在从原子／分子水平上研究离子液体在多孔碳作用下，离子液体分子在界面上的取向、排布等微观结构特征以及富集效应；离子液体／多孔碳界面之间静电力、氢键等微观力对界面化学势的影响规律；在电场响应下，界面结构的动态变化特征和响应规律，获得不同结构的稳定性条件；深入研究在电场响应下微观力与电场力之间相互竞争、协调的变化规律，阐明界面结构的形成机理和突变的临界点，进而通过调控界面化学势来界面结构，获得电场响应的界面精确调控模型。

离子液体中存在着大量氢键、静电作用，使得其体相结构不均匀，容易形成团簇结构。而在电场响应的情况下，必然会破坏离子液体中的氢键网络、静电屏蔽作用，使其不均质团簇结构随之发生变化。本项目旨在从原子／分子水平上研究离子液体在多孔碳作用下的界面变化规律，采用和频振动光谱和多尺度模拟计算相结合的方法，建立了包含离子液体氢键、静电作用的粗粒化力场模型，对离子液体进行粗粒化模拟，大大提高了模拟计算的效率；研究了离子液体在体系中由于静电和氢键协同作用下，形成的团簇结构变化规律；构建了石墨烯和多孔碳材料的分子模型，模拟了离子液体与多孔碳材料的界面结构和作用机制，在不同界面厚度影响下的结构规律，研究了在电场作用下结构与性能的响应规律，获得了微观作用力与电场力的竞争协调规律。项目执行期间，项目负责人获离子液体与绿色过程新秀奖，入选中科院过程所青促会会员，入选中科院过程所过程优青等奖励；发表SCI收录论文10篇；国际学术会议报告2次；培养了1名博士后，2名博士和1名硕士；形成了一支优秀的离子液体界面研究的团队。