[发明专利]一种基于聚电解质离子活度系数的分子模拟方法

权利要求书

1.一种基于聚电解质离子活度系数的分子模拟方法，包括如下步骤：

S1、构建聚电解质与离子的分子模型；

S2、通过分子动力学模拟，使聚电解质模型在指定粒子间距离、温度与压力下达到平衡状态；

S3、利用表示聚电解质模型的静电作用强度的Bjerrum长度，对模型长度单位进行参数化，以构建实验与模型中单位的对应关系：计算方法为l_B/l_B^sim＝r/r^sim，其中l_B和l_B^sim分别表示实验和模型中的Bjerrum长度，r和r^sim分别表示实验和模型中的长度单位；

S4、在平衡状态下聚电解质模型中，利用Widom插入法，插入离子粒子，使用MonteCarlo模拟方法计算插入后(μ)与插入前(μ₀)的体系化学势之差为超额化学势μ_ex：

μ_ex＝μ-μ₀＝-k_BTln＜exp(-βΔU)＞

其中，μ_ex表示超额化学势，单位是1(无量纲)；μ和μ₀分别表示插入离子粒子后与插入离子粒子前的聚电解质模型化学势；k_B表示玻尔兹曼常数，T表示温度，k_BT的数值为1(无量纲)；β是能量单位的倒数，值为1/k_BT；ΔU是随机插入的1个粒子与体系其余部分的相互作用能，单位是k_BT；代表求取统计平均值；

S5、计算插入离子的活度系数γ：

γ＝exp(μ_ex/k_BT)

其中，γ表示离子的活度系数，单位是1(无量纲)。

2.根据权利要求1所述的基于聚电解质离子活度系数的分子模拟方法，其特征在于：S1是通过在周期性方盒子放入聚合物链构建聚电解质与离子的分子模型，并加入指定正负电荷数，使模型正负电荷平衡。

3.根据权利要求2所述的基于聚电解质离子活度系数的分子模拟方法，其特征在于：所述方盒子V＝N/c，其中，V为盒子大小，N为聚合物个数，c为聚合物浓度。

4.根据权利要求2所述的基于聚电解质离子活度系数的分子模拟方法，其特征在于：所述聚合物链为网络型或线型或树型结构。