[发明专利]一种锕系元素离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法

权利要求书

1.一种锕系元素离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法，其特征在于，所述锕系元素离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法包括：

对反应物和生成物的结构优化，总能量的计算，利用CPCM溶剂化模型估算溶剂化效应，利用显式-隐式混合溶剂模型计算质子在离子液体中的溶剂化Gibbs自由能；

选择SHE为参比电极，利用Nernst方程计算[Np^VIO₂]²⁺、[Np^VO₂]⁺、Np⁴⁺离子在离子液体中的还原电位。

2.如权利要求1所述的锕系元素离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法，其特征在于，所述Npⁿ⁺离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法具体包括：

步骤一，在B3LYP/6-311++G(d,p)//SDD理论水平上优化Np³⁺、Np⁴⁺、[Np^VO₂]⁺和[Np^VIO₂]²⁺在离子液体中形成的配位离子的结构，其中C、H、O、N和F元素选取6-311++G(d,p)基组，S、Np元素选取SDD基组，利用GAUSSIAN 09程序进行计算；

步骤二，通过振动频率的计算，验证所有优化得到的配位结构对应势能面上的局域极小点，为稳定结构；

步骤三，在气态配位离子结构的基础上，利用CPCM溶剂化模型修正溶剂化效应，不重新优化溶剂化状态下配位离子的几何结构；

步骤四，选择SHE为参比电极，利用DFT方法精确计算[Np^VIO₂]²⁺、[Np^VO₂]⁺、Np⁴⁺在离子液体[(CO₂H)²C₂MIm]⁺[NTf2]^-中的氧化还原反应的Gibbs自由能的变化量再利用Nernst方程计算标准还原电位其中F是Faraday常数，n是氧化还原反应中转移的电子总数，是参比电极SHE的Gibbs自由能变化量。

3.如权利要求2所述的锕系元素离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤二中，在配位离子结构优化过程中，存在多个能量有不同的稳定构型，只报告能量最低的几何构型。

4.如权利要求2所述的锕系元素离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤二中，[Np^VO₂(NTf2)₃]^2-配位离子在还原过程中发生结构重排，[Np^VO₂(NTf2)₃]^2-(il)+[NTf2]^-(il)+4H⁺(il)+e^-(g)→[Np^IV(NTf2)₄](il)+2H₂O(il)。

5.如权利要求2所述的锕系元素离子在离子液体中还原电位的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤三中，溶剂模型采用的直流和高频相对介电常数分别为11.52和2.045，Abraham氢键酸性和碱性常数分别为0.229和0.265，气-液界面的宏观表面张力为61.24J·m^-2。