离子液体破坏乙酸异丙酯-异丙醇共沸体系的微观机制：实验与理论计算的协同探索

《Journal of Molecular Liquids》：Mechanism of azeotrope elimination in the isopropyl acetate?isopropanol system via ionic liquid entrainer: A combination of experimental investigations and theoretical calculations

本文通过结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）、超额光谱与量子化学计算，深入揭示了1-己基-3-甲基咪唑醋酸盐（[HMIM][OAC]）作为夹带剂消除乙酸异丙酯（IPAC）?????异丙醇（IPA）共沸现象的内在机理。研究发现，离子液体（IL）与IPA之间更强的相互作用（尤其是[OAC]?与IPA的氢键）是关键，其能有效破坏IPAC-IPA相互作用复合物，从而改变体系微观结构，为共沸分离提供了分子层面的理论依据。

　　

Highlight

量子化学计算分析

量子化学计算在研究分子相互作用中扮演着关键角色，为理解体系内弱相互作用的变化提供了重要见解。在共沸体系中，氢键是组分间的主要相互作用，其存在与否是根据所涉及原子的范德华半径之和来判断的。当原子间的距离小于它们各自范德华半径之和时，即被认定为形成了氢键。

结论

本研究通过结合光谱方法和理论计算，系统地研究了IPA?????IPAC?[HMIM][OAC]体系的微观结构特征，特别考察了IPA的O?????H伸缩振动区域。通过光谱分析，研究了共沸消除前后IPA?????IPAC?IL三元体系的光谱特征。量子化学计算和分子动力学（MD）模拟揭示了[HMIM][OAC]破坏IPAC?IPA共沸体系的分子机制。研究结果表明，IPA与离子液体（尤其是阴离子[OAC]^?）之间的相互作用强于IPAC与IPA之间的相互作用。因此，[HMIM][OAC]的加入能够轻易地破坏IPAC?IPA相互作用复合物。此外，[OAC]^?与IPA之间的相互作用在消除IPA?????IPAC共沸现象中至关重要。这些发现为研究多元溶液微观结构提供了宝贵的见解。