疏水性离子液体萃取乙酸水溶液的分子动力学模拟与COSMO-SAC模型研究

为解决乙酸(AA)从水溶液中分离的难题，研究人员通过分子动力学(MD)模拟和COSMO-SAC模型，评估了两种有机溶剂(n-丁基乙酸酯/乙基乙酸酯)和三种咪唑基疏水性离子液体([BMIM][Tf2N]、[BMIM][PF6]、[BMIM][TfO])的萃取性能。结果表明[BMIM][Tf2N]具有最优的分配系数和选择性，其氢键相互作用和低活度系数特性为工业分离提供了新思路。

　　

乙酸(AA)作为制药、食品和生物燃料等领域的关键化合物，其水溶液分离一直面临低浓度和高亲水性的挑战。这项研究巧妙结合分子动力学(MD)模拟与COSMO-SAC热力学模型，系统比较了n-丁基乙酸酯、乙基乙酸酯与三种疏水性离子液体([BMIM][Tf₂N]、[BMIM][PF₆]、[BMIM][TfO])的萃取效能。

模拟数据显示，液液萃取(LLE)的RMSD值低于7.6%，验证了方法的可靠性。其中[BMIM][Tf₂N]表现尤为亮眼——不仅分配系数优异，还能有效抑制水分共萃取。通过径向分布函数(RDF)和空间分布函数(SDF)分析发现，该离子液体与乙酸分子能形成稳定的氢键网络。

COSMO-SAC模型进一步佐证了这一发现：[BMIM][Tf₂N]中乙酸的低活度系数表明二者存在强相互作用，而水分子的高活度系数则印证了选择性分离的可行性。这项研究为绿色分离技术开发提供了重要理论支撑。