【摘要】 在离子液体的众多有吸引力的特性中，介电常数提供了与材料溶剂化和电容器特性相关的重要信息。

离子液体(ILs)是一类由阳离子和阴离子组成的化学物质,其性质可通过改变其化学结构来控制,具有广泛的应用前景[1-3]。

 

在离子液体的众多有吸引力的特性中，介电常数提供了与材料溶剂化和电容器特性相关的重要信息。由于有多种 IL，并且需要了解其性质的结构影响，因此应开发预测模型。

 

为此，我们采用线性自由能关系 (LFER) 方程来预测 IL 的介电常数。在建模中，我们使用了计算机计算的分子描述符，因为根据经验 LFER 估计的描述符是有限的。

 

结果表明，所开发的模型可以预测 R2 为 0.882 的介电常数。从开发的模型中可以看出，与阴离子相比，介电常数更受阳离子结构的影响。此外，阳离子的氢键酸性和阴离子的碱性对IL的介电性能有贡献，并且阳离子和阴离子的偶极性/极化性在预测中也很重要。

 

该预测模型预计可用于设计考虑介电常数的 IL 结构。为了研究 IL 对介电常数的结构影响并得出更有效的估计方法，使用计算机计算描述符开发了 LFER 模型。开发的模型具有合理的可预测性，R2 为 0.882，标准误差为 0.084 对数单位。

 

结果表明，阳离子部分对介电常数的贡献高于阴离子部分。在所开发模型中描述的分子矩中，阳离子的氢键酸性和阴离子的氢键碱性显着增加了离子液体的介电常数，其次是离子液体阳离子和阴离子的偶极/极化矩。此外，阴离子的离子相互作用对介电常数略有贡献。

 

因此，设计离子液体时，应考虑氢键和偶极/极化矩。这些结果和讨论预计将有助于开发快速筛选方法来估计离子液体的介电常数并有效设计离子液体的分子结构。

 

[1]. A.J. Greer, J. Jacquemin and C. Hardacre, Molecules, 25, 5270 (2020).

[2]. N. V. Plechkova and K. R. Seddon, Chem. Soc. Rev., 37, 123 (2008).

[3]. M. M. Huang and H. Weingartner, Chemphyschem, 9, 2172 (2008)

 

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