Characterization of Long Linear and Branched Alkanes and Alcohols for Temperatures up to 573.15 K by Surface Light Scattering and Molecular Dynamics Simulations.
Characterization of Long Linear and Branched Alkanes and Alcohols for Temperatures up to 573.15 K by Surface Light Scattering and Molecular Dynamics Simulations.
复制标题
通过表面光散射和分子动力学模拟表征温度高达 573 15 K 的长直链和支链烷烃和醇
DOI：
10.1021/acs.jpcb.0c01740
复制
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
A. P. Fröba
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Klein;F. D. Lenahan;M. Kerscher;M. H. Rausch;I. G. Economou;T. M. Koller;A. P. Fröba
这项工作有助于通过测定高达 573.15 K 温度下的长直链和支链烷烃和醇的热物理性质来表征它们。为此，在平衡条件下使用包括表面光散射 (SLS) 和分子动力学 (MD) 模拟在内的实验技术来分析链长、支化和羟基化对液体密度、液体粘度和表面张力的影响。为了探讨这些影响，我们使用了直链烷烃-十二烷、正十六烷、正二十烷、正三十烷和正十四烷，直链醇 1-十二烷醇、1-十六烷醇和 1,12-十二烷二醇，支链烷烃 2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷 (HMN) 给出的 12 个纯模型系统和 2,6,10,15,19,23-六甲基二十烷（角鲨烷），以及支链醇 2-丁基-1-辛醇和 2-己基-1-癸醇在 298.15 至 573.15 K 之间的温度下在或接近饱和条件下进行了研究。基于液体密度、液体粘度和表面张力的实验结果，平均扩展不确定度 (k= 2）分别为 0.061、2.1 和 2.6%，在 MD 模拟中评估了三种常用力场 (FF) TraPPE、MARTINI 和 L-OPLS 的性能。为了改进在较高温度下性能最佳的全原子 L-OPLS FF 的模拟结果，建议采用修改版本。这包含了通过仅针对正十二烷的实验液体密度数据进行校准而获得的Lennard-Jones势的能量参数的温度依赖性。通过将此方法转移到所有其他研究的系统中，改进的 L-OPLS FF 现在明显更好地代表了长链烷烃和醇的平衡和传输特性，尤其是在高温下。
This work contributes to the characterization of long linear and branched alkanes and alcohols via the determination of their thermophysical properties up to temperatures of 573.15 K. For this, experimental techniques including surface light scattering (SLS) and molecular dynamics (MD) simulations were used under equilibrium conditions to analyze the influences of chain length, branching, and hydroxylation on liquid density, liquid viscosity, and surface tension. For probing these effects, 12 pure model systems given by the linear alkanesn-dodecane,n-hexadecane,n-octacosane,n-triacontane, andn-tetracontane, the linear alcohols 1-dodecanol, 1-hexadecanol, and 1,12-dodecanediol, the branched alkanes 2,2,4,4,6,8,8-heptamethylnonane (HMN) and 2,6,10,15,19,23-hexamethyltetracosane (squalane), and the branched alcohols 2-butyl-1-octanol and 2-hexyl-1-decanol were investigated at or close to saturation conditions at temperatures between 298.15 and 573.15 K. Based on the experimental results for the liquid densities, liquid viscosities, and surface tensions with average expanded uncertainties (k= 2) of 0.061, 2.1, and 2.6%, respectively, the performance of the three commonly employed force fields (FFs) TraPPE, MARTINI, and L-OPLS was assessed in MD simulations. To improve the simulation results for the best-performing all-atom L-OPLS FF at larger temperatures, a modified version was suggested. This incorporates a temperature dependence for the energy parameters of the Lennard-Jones potential obtained by calibrating only against the experimental liquid density data ofn-dodecane. By transferring this approach to all other systems studied, the modified L-OPLS FF shows now a distinctly better representation of the equilibrium and transport properties of the long alkanes and alcohols, especially at high temperatures.
登录
查看更多内容
水、甲醇、乙醇及其二元子系统的三元混合物中的相互扩散。
DOI：
--
发表时间：
2013
期刊：
Physical Chemistry, Chemical Physics - PCCP
影响因子：
--
作者：
S. Parez;G. Guevara;H. Hasse;J. Vrabec
通讯作者：
J. Vrabec
DOI：
10.1016/j.jct.2017.08.031
发表时间：
2018
期刊：
The Journal of Chemical Thermodynamics
影响因子：
--
作者：
Qiaoyan Shang;Shuqian Xia;Guanwei Cui;B. Tang;Pei-sheng Ma
通讯作者：
Qiaoyan Shang;Shuqian Xia;Guanwei Cui;B. Tang;Pei-sheng Ma
影响因子：
2.6
作者：
Papavasileiou, Konstantinos D.;Moultos, Othonas A.;Economou, Ioannis G.
通讯作者：
Economou, Ioannis G.
长链正构烷烃和蜡对称非离子微乳液的相行为和微观结构
影响因子：
4.2
作者：
Kristina Schneider;Timm Ott;R. Schweins;H. Frielinghaus;O. Lade;T. Sottmann
通讯作者：
T. Sottmann
DOI：
--
发表时间：
1994
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. Anderson;C. M. White
通讯作者：
C. M. White