离子液体迁移性质的实验与模拟

离子液体是指完全由阴阳离子构成、在低温至高温均可保持液态的熔融盐，由于其分子结构特殊，使其内部存在强静电场，因此具有常规液体不具备的一些特殊性质和优越性能。本项目主要从实验的角度研究离子液体的迁移性质，在原有热线法液体导热系数和振动弦液体粘度测量装置的基础上，建立一套宽温区的可测量高温离子液体迁移性质的高精度热物性实验测量系统，其中包括温度范围-60～500℃的高精度恒温装置以及与之相适应的热线法导电流体导热系数测量系统和振动弦流体粘度测量系统，通过对离子液体的迁移物性的实验测量，得到-60℃～近沸点的离子液体高精度导热系数和粘度的实验数据。同时，考虑到高温蓄热材料研究的实际需要，以实验测量数据为基础，开展离子液体及其混合物的热物性分子动力学模拟研究，筛选出具有高热容和大热储存密度的离子流体阴阳离子配对原则，预测适合作为高温蓄热材料的离子液体的组合形式。

离子液体是一类具有环境友好型特性的有机溶剂，因此受到了人们大量关注。虽然离子液体具有独特的性能，但是其基本的热物性数据相当欠缺。为了促进离子液体的工业化应用，必须得到离子液体基本的热物性参数。本项目基于测算离子液体导热系数和黏度而展开研究。首先应用分子动力学原理对离子液体的粘度进行计算机模拟编译了适合的模拟程序。实现了纯质粘度的模拟计算，以此为基础实现了离子液体粘度的模拟计算。同时根据模拟的结果进行了一定温度和压力范围内的离子液体粘度的预测，达到了较好的水平。在离子液体黏度实验测量，基于自行研制的振动弦粘度计，对五种典型离子液体进行了粘度测试，得到了相应的实验数据；项目对流体热物性测量实验装置提出了较多的改进，研制了多层均热恒温槽、适用于振动弦法测量液体黏度的装置、波纹管式变容承压装置和单面法测量材料导热系数的装置等新型热物性测量装置，为下一步实验研究工作的继续开展打下了基础；对导热系数实验测量装置的仿真开展了研究，进行了瞬态热线法导热系数测量实验数据处理方法、TPS法导热系数测量的模拟仿真研究，对今后的实验可以提供必要的理论指导。