Improved classical united-atom force field for imidazolium-based ionic liquids: Tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, methylsulfate, trifluoromethylsulfonate, acetate, trifluoroacetate, and bis(trifluoromethylsulfonyl)amide

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 115, Issue 33, 2011, Pages 10027-10040

  Zhong, Xiujuan ^a   Liu, Zhiping ^a   Cao, Dapeng ^a  

^a BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMIDES; ATOMS; CARBON DIOXIDE; DIFFUSION IN LIQUIDS; DIMERS; IONS; MOLECULAR DYNAMICS; SHEAR VISCOSITY; TRANSPORT PROPERTIES; VOLATILE FATTY ACIDS;

ABSOLUTE VALUES; ATOM PARTIAL CHARGE; CONSTANT PRESSURES; ELECTROSTATIC POTENTIAL SURFACE; ENTHALPIES OF VAPORIZATION; EXPERIMENTAL METHODS; EXPERIMENTAL VALUES; FORCE FIELDS; HEXAFLUOROPHOSPHATES; IMIDAZOLIUM-BASED IONIC LIQUID; ION PAIRS; LIQUID DENSITY; MOLAR HEAT CAPACITIES; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; POLARIZABLE FORCE FIELD; SELF-DIFFUSION COEFFICIENTS; TEMPERATURE RANGE; TETRAFLUOROBORATES; TOTAL CHARGE; TRANSPORT COEFFICIENT; TRIFLUOROACETATES; UNITED ATOM FORCE FIELD;

IONIC LIQUIDS;

EID: 84860413216     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp204148q     Document Type: Article

References (128)

1. Welton, T. Chem. Rev. 1999, 99, 2071-2083
2. Weingaertner, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 654-670
3. Plechkova, N. V.; Seddon, K. R. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 123-150
4. Bates, E. D.; Mayton, R. D.; Ntai, I.; Davis, J. H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 926-927
5. Zhu, A. L.; Jiang, T.; Han, B. X.; Huang, J.; Zhang, J. C.; Ma, X. M. New J. Chem. 2006, 30, 736-740
6. Yu, G. R.; Zhang, S. J.; Yao, X. Q.; Zhang, J. M.; Dong, K.; Dai, W. B.; Mori, R. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, 2875-2880
7. Lee, S. G. Chem. Commun. 2006, 1049-1063
8. Wang, C. M.; Luo, H. M.; Jiang, D. E.; Li, H. R.; Dai, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5978-5981
9. Giernoth, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2834-2839
10. Parvulescu, V. I.; Hardacre, C. Chem. Rev. 2007, 107, 2615-2665
11. Hagfeldt, A.; Boschloo, G.; Sun, L. C.; Kloo, L.; Pettersson, H. Chem. Rev. 2010, 110, 6595-6663
12. Kuang, D.; Brillet, J.; Chen, P.; Takata, M.; Uchida, S.; Miura, H.; Sumioka, K.; Zakeeruddin, S. M.; Gratzel, M. ACS Nano 2008, 2, 1113-1116
13. Zhang, S. J.; Chen, Y. H.; Li, F. W.; Lu, X. M.; Dai, W. B.; Mori, R. Catal. Today 2006, 115, 61-69
14. Bara, J. E.; Camper, D. E.; Gin, D. L.; Noble, R. D. Acc. Chem. Res.. 2010, 43, 152-159
15. Karadas, F.; Atilhan, M.; Aparicio, S. Energy Fuels 2010, 24, 5817-5828
16. Swatloski, R. P.; Spear, S. K.; Holbrey, J. D.; Rogers, R. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4974-4975
17. Zhang, H.; Wu, J.; Zhang, J.; He, J. S. Macromolecules 2005, 38, 8272-8277
18. Rinaldi, R.; Palkovits, R.; Schuth, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8047-8050
19. Yong, G.; Zhang, Y. G.; Ying, J. Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 9345-9348
20. Yang, W.; Fellinger, T. P.; Antonietti, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 206-209
21. Ma, Z.; Yu, J. H.; Dai, S. Adv. Mater. 2010, 22, 261-285
22. Maginn, E. J. AICHE J. 2009, 55, 1304-1310
23. Klamt, A.; Eckert, F.; Arlt, W. COSMO-RS: An Alternative to Simulation for Calculating Thermodynamic Properties of Liquid Mixtures. In Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering, Vol 1, Annual Reviews: Palo Alto, 2010; Vol. 1, pp 101 - 122.
24. Zhang, X. C.; Liu, Z. P.; Wang, W. C. AIChE J. 2008, 54, 2717-2728
25. Lynden-Bell, R. M.; Del Popolo, M. G.; Youngs, T. G. A.; Kohanoff, J.; Hanke, C. G.; Harper, J. B.; Pinilla, C. C. Acc. Chem. Res.. 2007, 40, 1138-1145
26. Maginn, E. J. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 373101
27. Hunt, P. A. Mol. Simul. 2006, 32, 1-10
28. Bhargava, B. L.; Balasubramanian, S.; Klein, M. L. Chem. Commun. 2008, 3339-3351
29. Hanke, C. G.; Price, S. L.; Lynden-Bell, R. M. Mol. Phys. 2001, 99, 801-809
30. Lopes, J. N. C.; Deschamps, J.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2038-2047
31. Lopes, J. N. C.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16893-16898
32. Lopes, J. N. C.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19586-19592
33. Lopes, J. N. C.; Padua, A. A. H.; Shimizu, K. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 5039-5046
34. Shimizu, K.; Almantariotis, D.; Gomes, M. F. C.; Padua, A. A. H.; Lopes, J. N. C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 3592-3600
35. Morrow, T. I.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12807-12813
36. Cadena, C.; Zhao, Q.; Snurr, R. Q.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2821-2832
37. Cadena, C.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18026-18039
38. Liu, Z. P.; Huang, S. P.; Wang, W. C. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12978-12989
39. Liu, Z. P.; Wu, X. P.; Wang, W. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1096-1104
40. Liu, X. M.; Zhang, S. J.; Zhou, G. H.; Wu, G. W.; Yuan, X. L.; Yao, X. Q. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 12062-12071
41. Zhou, G. H.; Liu, X. M.; Zhang, S. J.; Yu, G. G.; He, H. Y. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7078-7084
42. Tsuzuki, S.; Umecky, T.; Matsumoto, H.; Shinoda, W.; Mikami, M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 11390-11396
43. Sambasivarao, S. V.; Acevedo, O. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1038-1050
44. Micaelo, N. M.; Baptista, A. M.; Soares, C. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14444-14451
45. Hu, Z. H.; Margulis, C. J. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1097-1105
46. Lopes, J.; Padua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3330-3335
47. Chaumont, A.; Wipff, C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13773-13785
48. Izgorodina, E. I. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 4189-4207
49. Dommert, F.; Schmidt, J.; Qiao, B. F.; Zhao, Y. Y.; Krekeler, C.; Delle Site, L.; Berger, R.; Holm, C. J. Chem. Phys. 2008, 129, 224501
50. Tsuzuki, S.; Shinoda, W.; Saito, H.; Mikami, M.; Tokuda, H.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 10641-10649
51. Yan, T. Y.; Burnham, C. J.; Del Popolo, M. G.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11877-11881
52. Yan, T. Y.; Wang, Y. T.; Knox, C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 6886-6904
53. Yan, T. Y.; Wang, Y. T.; Knox, C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 6905-6921
54. Borodin, O.; Smith, G. D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11481-11490
55. Borodin, O. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11463-11478
56. Bedrov, D.; Borodin, O.; Li, Z.; Smith, G. D. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 4984-4997
57. Schroder, C.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2010, 133, 154511
58. Chang, T. M.; Dang, L. X. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 2127-2135
59. Tanaka, M.; Siehl, H. U. Chem. Phys. Lett. 2008, 457, 263-266
60. Nakano, H.; Yamamoto, T.; Kato, S. J. Chem. Phys. 2010, 132, 044106
61. Youngs, T. G. A.; Hardacre, C. ChemPhysChem 2008, 9, 1548-1558
62. Lee, S. U.; Jung, J.; Han, Y. K. Chem. Phys. Lett. 2005, 406, 332-340
63. Logothetit, G. E.; Ramos, J.; Economou, I. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 7211-7224
64. Bhargava, B. L.; Balasubramanian, S. J. Chem. Phys. 2007, 127.
65. Wei, Z.; Leroy, F.; Balasubramanian, S.; Muller-Plathe, F. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8129-8133
66. Klahn, M.; Seduraman, A.; Wu, P. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 10989-11004
67. Klahn, M.; Seduraman, A.; Wu, P. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13849-13861
68. Roy, D.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 12629-12631
69. Koddermann, T.; Paschek, D.; Ludwig, R. ChemPhysChem 2007, 8, 2464-2470
70. Emel'yanenko, V. N.; Verevkin, S. P.; Heintz, A.; Schick, C. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8095-8098
71. Liu, Z. P.; Chen, T.; Bell, A.; Smit, B. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 4572-4582
72. Bayly, C. I.; Cieplak, P.; Cornell, W. D.; Kollman, P. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10269-10280
73. Schmidt, J.; Krekeler, C.; Dommert, F.; Zhao, Y. Y.; Berger, R.; Delle Site, L.; Holm, C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 6150-6155
74. Krekeler, C.; Dommert, F.; Schmidt, J.; Zhao, Y. Y.; Holm, C.; Berger, R.; Delle Site, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 1817-1821
75. Mele, A.; Tran, C. D.; Lacerda, S. H. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 4364-4366
76. Dong, K.; Zhang, S. J.; Wang, D. X.; Yao, X. Q. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9775-9782
77. Wang, J. M.; Wolf, R. M.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1157-1174
78. Wu, X. P.; Liu, Z. P.; Huang, S. P.; Wang, W. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 2771-2779
79. Angenendt, K.; Johansson, P. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 20577-20582
80. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, Jr., J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
81. Stoppa, A.; Zech, O.; Kunz, W.; Buchner, R. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 1768-1773
82. Taguchi, R.; Machida, H.; Sato, Y.; Smith, R. L. J. Chem. Eng. Data 2009, 54, 22-27
83. Walser, R.; Mark, A. E.; van Gunsteren, W. F.; Lauterbach, M.; Wipff, G. J. Chem. Phys. 2000, 112, 10450-10459
84. Shelley, J. C.; Shelley, M. Y.; Reeder, R. C.; Bandyopadhyay, S.; Klein, M. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4464-4470
85. Martin, M. G.; Siepmann, J. I. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2569-2577
86. Cui, S. T.; Siepmann, J. I.; Cochran, H. D.; Cummings, P. T. Fluid Phase Equilib. 1998, 146, 51-61
87. Plimpton, S. J. J. Comput. Phys. 1995, 117, 1-19 http://lammps.sandia. gov/
88. Martínez, L.; Andrade, R.; Birgin, E. G.; Martínez, J. M. J. Comput. Chem. 2009, 30, 2157-2164
89. Chen, T.; Smit, B.; Bell, A. T. J. Chem. Phys. 2009, 131, 246101
90. Marsh, K. N.; Brennecke, J. F.; Chirico, R. D.; Frenkel, M.; Heintz, A.; Magee, J. W.; Peters, C. J.; Rebelo, L. P. N.; Seddon, K. R. Pure Appl. Chem. 2009, 81, 781-790
91. Chirico, R. D.; Diky, V.; Magee, J. W.; Frenkel, M.; Marsh, K. N. Pure Appl. Chem. 2009, 81, 791-828
92. Krummen, M.; Wasserscheid, P.; Gmehling, J. J. Chem. Eng. Data 2002, 47, 1411-1417
93. Gardas, R. L.; Freire, M. G.; Carvalho, P. J.; Marrucho, I. M.; Fonseca, I. M. A.; Ferreira, A. G. M.; Coutinho, J. A. P. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 1881-1888
94. Kandil, M. E.; Marsh, K. N.; Goodwin, A. R. H. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 2382-2387
95. Jacquemin, J.; Husson, P.; Mayer, V.; Cibulka, I. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 2204-2211
96. Kato, R.; Gmehling, J. J. Chem. Thermodyn. 2005, 37, 603-619
97. Tome, L. I. N.; Carvalho, P. J.; Freire, M. G.; Marrucho, I. M.; Fonseca, I. M. A.; Ferreira, A. G. M.; Coutinho, J. A. P.; Gardas, R. L. J. Chem. Eng. Data 2008, 53, 1914-1921
98. Soriano, A. N.; Doma, B. T.; Li, M. H. J. Chem. Thermodyn. 2009, 41, 301-307
99. Gardas, R. L.; Freire, M. G.; Carvalho, P. J.; Marrucho, I. M.; Fonseca, I. M. A.; Ferreira, A. G. M.; Coutinho, J. A. P. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 80-88
100. Tokuda, H.; Tsuzuki, S.; Susan, M.; Hayamizu, K.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19593-19600
101. Li, W. J.; Zhang, Z. F.; Han, B. X.; Hu, S. Q.; Xie, Y.; Yang, G. Y. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6452-6456
102. Shiflett, M. B.; Kasprzak, D. J.; Junk, C. P.; Yokozeki, A. J. Chem. Thermodyn. 2008, 40, 25-31
103. Pereiro, A. B.; Verdia, P.; Tojo, E.; Rodriguez, A. J. Chem. Eng. Data 2007, 52, 377-380
104. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; TiradoRives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225-11236
105. Esperanca, J.; Lopes, J. N. C.; Tariq, M.; Santos, L.; Magee, J. W.; Rebelo, L. P. N. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 3-12
106. Zaitsau, D. H.; Kabo, G. J.; Strechan, A. A.; Paulechka, Y. U.; Tschersich, A.; Verevkin, S. P.; Heintz, A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7303-7306
107. Santos, L.; Lopes, J. N. C.; Coutinho, J. A. P.; Esperanca, J.; Gomes, L. R.; Marrucho, I. M.; Rebelo, L. P. N. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 284-285
108. Armstrong, J. P.; Hurst, C.; Jones, R. G.; Licence, P.; Lovelock, K. R. J.; Satterley, C. J.; Villar-Garcia, I. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 982-990
109. Emel'yanenko, V. N.; Verevkin, S. P.; Heintz, A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3930-3937
110. Luo, H. M.; Baker, G. A.; Dai, S. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 10077-10081
111. Koddermann, T.; Paschek, D.; Ludwig, R. Chemphyschem 2008, 9, 549-555
112. Kelkar, M. S.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9424-9427
113. Borodin, O. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 12353-12357
114. Shimizu, K.; Tariq, M.; Gomes, M. F. C.; Rebelo, L. P. N.; Lopes, J. N. C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5831-5834
115. Paulechka, Y. U. J. Phys. Chem. Ref. Data 2010, 39
116. Paulechka, Y. U.; Kabo, G. J.; Emel'yanenko, V. N. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 15708-15717
117. Schroder, C.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2008, 128, 224503
118. Tokuda, H.; Hayamizu, K.; Ishii, K.; Abu Bin Hasan Susan, M.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16593-16600
119. Tokuda, H.; Hayamizu, K.; Ishii, K.; Susan, M.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6103-6110
120. Daivis, P. J.; Evans, D. J. J. Chem. Phys. 1994, 100, 541-547
121. Mondello, M.; Grest, G. S. J. Chem. Phys. 1997, 106, 9327-9336
122. Borodin, O.; Smith, G. D.; Kim, H. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 4771-4774
123. Chen, T.; Chidambaram, M.; Lin, Z. P.; Smit, B.; Bell, A. T. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 5790-5794
124. Van-Oanh, N. T.; Houriez, C.; Rousseau, B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 930-936
125. Almantariotis, D.; Gefflaut, T.; Padua, A. A. H.; Coxam, J. Y.; Gomes, M. F. C. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 3608-3617
126. Crosthwaite, J. M.; Muldoon, M. J.; Dixon, J. K.; Anderson, J. L.; Brennecke, J. F. J. Chem. Thermodyn. 2005, 37, 559-568
127. Rai, N.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1439-1443
128. Rebelo, L. P. N.; Lopes, J. N. C.; Esperanca, J.; Filipe, E. J. Phys. Chem. B 2005, 109 (13) 6040-6043