A molecular dynamics analysis of the effect of the model potential form on the ammonium-based protic ionic liquid structure

Abstract

Alkylammonium nitrate ionic liquids (ILs) have been extensively studied in the recent years for both fundamental and technological reasons. Nevertheless, several important aspects of the ions solvation and transport still remain unclear. ILs can be effectively modeled via molecular dynamics (MD) simulations, capable to provide molecular-level description of any liquid system. However, MD simulations are based on man-made potentials describing the interactions between the molecules and the key part of any modeling is the choice of models employed. The present study is focused on the performance of nitrate-anion models proposed for aqueous nitrate solutions to describe alkylammonium nitrate ILs. A special attention was given to the peculiarities of nitrate-anion local solvation.

Ионные жидкости (ИЖ) на основе нитратов алкиламмония интенсивно исследуются в последние годы как по фундаментальным, так и по технологическим причинам. Тем не менее, некоторые важные аспекты микроструктуры и подвижности молекул ИЖ остаются неясными. ИЖ могут быть эффективно смоделированы с помощью метода молекулярной динамики (МД), способного описать на молекулярном уровне структуру любой жидкости. Однако, для метода МД необходимо задать модельные потенциалы, описывающие взаимодействия между молекулами и важнейшая часть любого численного эксперимента – выбор используемых модельных представлений. В настоящей работе основное внимание уделено возможности использования модельных представлений для нитрат-аниона, предложенных для описания водных растворов, для моделирования ИЖ на основе нитрата алкиламмония. Основной акцент сделан на описании локальной микроструктуры вблизи нитрат-аниона.