离子液体-水体系的介尺度结构和催化机制

项目名称： 离子液体-水体系的介尺度结构和催化机制

项目编号： No.91534116

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2016

项目学科： 有机化学

项目作者： 董坤

作者单位： 中国科学院过程工程研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 离子液体得到长足发展，其性质和应用的定量描述和定向调控成为离子液体的发展方向，而核心是介尺度结构和调控。然而，目前缺乏对于离子液体反应体系的介尺度结构和调控机制的系统研究，成为离子液体应用和发展的主要瓶颈。作为应用中的共性问题，水对于定量调控离子液体的性质和应用有重要的作用，因此，本项目选择离子液体-水反应体系为研究对象，采用计算模拟和实验相结合的方法，研究离子液体-水体系中介于单个离子/离子对和液滴（或颗粒）之间形成的介尺度结构/界面的形成机制、稳定条件以及聚并、破碎等动态过程，重点考察介尺度结构形成过程中各种作用力的变化以及控制机制、离子簇-水的界面结构，在此基础上针对离子液体催化转化CO2碳酸酯的反应，研究离子簇催化机理，为离子液体的介尺度理论的发展和离子液体的工业应用提供科学依据。

中文关键词： 离子液体；水；介尺度；离子簇；催化机理

英文摘要： Ionic liquids (ILs) were investigated extensively, and the quantitative control for the properties is the driving force in future applications, in which the mesoscale is the core. However, the investigation of mesoscale structures is relatively insufficient at present, which becomes the bottleneck of IL’s applications. As the common character, water is very critical for controlling the properties in many applications of ILs. In this work, we will investigate the forming mechanism of mesoscale structure, the conditions of stability and aggregate process by computational simulations combining with the experiments. The main studies focus on the change of the interactive forces in the process and controlling mechanism, the interface of cluster-water. We also will investigate the reactive mechanism of chemical fixation of CO2 to cyclic carbonate, in which the clusters interact with the reactant. The results will bear the important scientific significance on the IL’s applications.

英文关键词： ionic liquids;water;mesoscale ;ion cluster;catalytical mechanism