[BMIM]HSO_4离子液体腐蚀性的实验与分子模拟

基于失重法和分子模拟方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO_4)的腐蚀性和离子液体分子与金属表面的相互作用。实验结果表明[BMIM]HSO_4对304不锈钢具有腐蚀性,且在水溶液中腐蚀性显著增强。基于量子化学方法计算了[BMIM]HSO_4分子的HOMO和LUMO分布、Fukui指数及分子内部特征参数,计算结果表明[BMIM]HSO_4在Fe金属表面吸附的位置主要集中在阴离子硫酸氢根和阳离子咪唑环上,可分别形成配位键和反馈键,在水溶液中[BMIM]HSO_4分子与金属表面的相互作用变弱。分子动力学模拟揭示了在不同的环境中[BMIM]HSO_4分子在Fe金属表面的吸附过程和吸附能。量子化学计算和分子动力学模拟结果一致,从理论上解释了在水溶液中[BMIM]HSO_4腐蚀性增强的原因。