分子模拟在研究超临界二氧化碳微乳液构建 机理上的应用
超临界二氧化碳微乳液是以超临界二氧化碳为连续相, 水或离子液体等极性溶剂为离散相, 在一定的表面活性剂的作用下形成的热力学稳定的, 具有特殊微观结构的混合溶剂体系。
该混合溶剂体系同时结合了超临界二氧化碳和离子液体两种绿色溶剂各自的优点,并具广泛地应用于如纳米材料制备、化学反应、界面催化和分离等。 由于二氧化碳本身特殊的性质, 例如低介电常数和 Lewis 酸性等,以及这些性质在超临界态下的突变,使得成功构建超临界二氧化碳微乳液异常困难。
特别是将极性相比水更强的离子液体作为离散相时,即便可以成功构建二氧化碳包离子液体型的微乳液,所形成的微观极性核的尺寸也非常小,难以开发进一步的应用。
基于此,本课题组采用基于量子力学和统计力学理论的分子模拟方法,结合小角 X 射线散射以及 UV-vis 等仪器表征手段,对不同表面活性剂作用下的超临界二氧化碳包离子液体体系的微观相互作用、 形成机理和微观结构进行了详细并深入的研究。
本研究对于立足于应用,构建具有特殊结构以及特殊组成的超临界二氧化碳微乳液,以及设计并合成相应的表面活性剂具有重要借鉴意义。