理解Py–FSI–碱金属离子混合物中的传输和结构特性：离子种类及基于TIP4P模型的水势的作用

《Journal of Chemical & Engineering Data》：Understanding Transport and Structural Properties in Py–FSI–Alkali Metal Ion Mixtures: Role of Ion Identity and TIP4P-Based Water Potential

本研究考察了离子液体-碱金属离子混合物在三种水模型（TIP4P、TIP4P-Ew、TIP4P/2005）下不同含水率（0.1-0.9）的密度、离子扩散、氢键及离子相互作用。密度随水含量增加下降约10%，水-水氢键数目增长近3倍，离子扩散系数提升10-50倍（K?显著），水模型对宏观趋势一致但数值存在差异。

　　

本研究利用三种不同的水模型（TIP4P、TIP4P-Ew和TIP4P/2005）探讨了含不同水量水溶液中离子液体-碱金属离子混合物的动态和结构行为。我们分析了多个关键参数，包括系统密度、离子扩散、氢键（H-bonds）、离子导电性和径向分布函数（RDFs），以了解水分含量如何影响离子对相互作用及微观结构。随着水摩尔分数增加到0.9，系统密度下降了约10%。氢键分析显示水-水氢键的数量增加了近3倍，这突显了水在形成有序结构网络中的作用。离子扩散速率随水分含量的增加而提高，对于较大的离子（如K⁺），扩散速率可提高10至50倍。研究结果表明，随着水分含量的增加，离子对相互作用（如Py⁺–FSI^–和Ion⁺–FSI^–）会减弱，尤其是在较高水浓度（0.9 f_w）下。尽管这三种水模型在密度、动态和结构特性方面表现出一致的趋势，但仍存在定量差异，这表明结果对模型选择非常敏感。这些发现对于理解电解质溶液、溶剂工程以及溶液中生物和化学系统的建模具有重要意义。