受限于对称性破缺狭缝间氢键流体的界面性质

利用经典流体的密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了受限于对称性破缺狭缝间氢键流体的界面性质.首先,根据氢键流体在狭缝间的吸附-脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下氢键流体的界面张力.在此基础上,集中讨论了对称性破缺程度、氢键键能以及狭缝间距等因素对氢键流体界面特征的影响.结果表明:流体的界面性质与这些因素密切相关,研究结果可为进一步揭示对称性破缺条件下流体的相平衡及界面特征提供可能的理论线索.     

对称性破缺狭缝中Lennard-Jones流体的相平衡

利用密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了对称性破缺狭缝间Lennard-Jones(L-J)流体的相态结构.首先,根据L-J流体受限于对称性破缺狭缝中的吸附-脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下L-J流体的相图,进一步研究了对称性破缺程度、狭缝间距以及狭缝与流体间相互作用等因素对L-J流体相平衡特征的影响.结果表明,流体层化转变和毛细凝聚的临界温度、临界密度和临界相区域等相态特征与这些因素密切相关.研究结果可为进一步揭示对称性破缺约束条件下L-J流体的相平衡及聚集态结构提供可能的理论依据.     

饱和土体热-水-力-化全耦合一维溶质运移模型

基于孔隙流体质量守恒、能量守恒和溶质质量守恒,综合考虑力学固结、热固结与化学渗透固结对土体结构的影响,并结合黏土颗粒对溶质吸附、半透膜效应作用及耦合流、耦合扩散效应,建立了单一溶质在饱和土体中运移的热-水-力-化全耦合分析模型,采用COMSOL软件重点模拟了渗滤液环境温度对溶质运移行为的影响.数值结果表明,温度会显著影响溶质浓度随时空的分布,热扩散作用加速溶质运移进程,热渗透与热固结机制对溶质运移具有阻滞作用,模拟时间为50年时黏土垫层上下边界温差70 K比无温差工况溶质运移深度减缓87.6%.所建全耦合模型能够为填埋场防渗隔污屏障优化设计及服役性能评估提供理论参考.     

用密度泛函理论预测带电半透膜性质

从分子水平上研究半透膜的性质在生命科学、化学以及化学工程中有着重要的作用。该文采用密度泛函理论研究了带电半透膜附近各种离子的分布情况,其中除静电作用外,膜与其附近的离子之间的色散能用方阱势能函数来表示。研究表明用密度泛函理论预测的不同膜面电荷密度和不同离子直径比情况下离子在半透膜附近密度分布与M on teC arlo模拟数据符合得很好。密度泛函理论预测结果表明,膜面电荷密度越大,被吸附到膜中的离子越多,膜面电荷对大离子密度分布的影响要大于小离子。     

2种PRODAN衍生物分子激发态氢键的理论计算

氢键是一种存在于溶质和溶剂之间非常重要的弱相互作用,对有机分子及生物体系的光化学性质有至关重要的影响。PRODAN(6-丙酰基-2-二甲基氨基萘)分子是一种微极性摩尔探针,主要用于研究膜和生物大分子的物理和化学性质,在有机溶剂中有较强的荧光响应。主要采用了密度泛函理论(DFT)方法和含时密度泛函理论(TDDFT)方法,研究了PRODAN衍生物1a和3a分子在气相中的单体以及其在甲醇溶液中所形成的氢键复合物在基态和激发态的氢键性质。通过对分子在不同状态下的几何结构、电子光谱和氢键结合能的计算结果对比分析,可以确定PRODAN衍生物1a和3a分子在甲醇溶液中的激发态氢键作用更强,同时PRODAN衍生物1a和3a分子在甲醇溶液中光谱信号的明显增加也是由于分子间氢键作用的影响。     

固液界面接触角的微观理论

应用非均匀流体的平均场局域密度泛函理论,计算了固液界面的接触角,揭示了接触角与分子间作用势的关系.简要地整理了研究流体界面的平均场局域泛函理论.     

纳米粒子对双亲分子密度分布的影响

采用密度泛函理论研究了纳米粒子对硬墙边双亲分子密度分布的影响。通过组合Rosenfeld的基本度量理论和Schmidt的密度泛函理论,将系统的巨势表示为双亲分子局域密度和纳米粒子局域密度的泛函。结果发现,纳米粒子的加入会促使双亲分子大量向硬墙边聚集。当双亲分子体积分数比较小的时候,纳米粒子的加入会导致双亲分子在硬墙边的分布出现由耗尽到吸附的转变。随着纳米粒子数目的增加,双亲分子在硬墙边的取向具有更强的选择性。     

2,4,6-TNT晶体电子结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFr)对2,4,6-三硝基甲苯(TNT)晶体的分子结构及电子结构进行了理论研究,探讨了TNT晶体的分子结构以及费米能附近的能带结构和原子的投影态密度(PDOS),并分析了TNT分子间的相互作用以及分子内和分子问的氢键作用.同时还利用Gaussian98程序包对单个TNT分子结构进行了B3P86/6-31g**水平的优化计算,分析了单个TNT分子和晶体中TNT分子的差异.     

羟基取代双烷烃链苯磺酸盐水气界面单层膜的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法考察2-羟基-3,5-烷基苯磺酸钠表面活性剂分子在水气界面形成单层膜的过程,通过体系各组分的密度分布分析单层膜的形态,采用径向分布函数和氢键分布考察含有羟基的极性基在界面处的吸附构型,并根据转动时间相关函数对双疏水链的吸附构型进行分析。结果表明:羟基的存在减弱了极性基之间的静电排斥作用,增加了分子的饱和吸附量;两条烷烃链具有不同的界面吸附构型,烷烃链间的叠加缠绕增强了溶剂对表面活性剂分子的疏水力作用。     

泥页岩水化-力学耦合模拟实验装置的研制

为进一步深入井壁稳定机理研究,利用压力传递原理推导了泥页岩极低渗透率计算公式,并给出了半透膜效率的计算公式,研制了泥页岩水化-力学耦合模拟实验装置(SHM仪),建立了压力传递实验新方法.利用该方法定量测定了泥页岩极低渗透率和泥页岩与水基钻井液体系半透膜效率.结果表明,具有极低渗透率的泥页岩与水基钻井液之间存在半透膜效应,半透膜效率与无机盐的种类有关,且泥页岩渗透率和半透膜效率可通过物理-化学的方法得以改善.     

晶体结构中氢键类型的识别

本文提出一种简单的非图形处理方法用以识别晶体结构中的氢键类型,以氢键连接的分子间存在的对称操作的平移部分决定点阵结构中氢键键合重复的方向。给定晶体的氢键类型由其中存在的各个氢键键合的组合所决定,使用本方法成功地对74个酚类晶体结构中氢键结构的维数进行了分类.     

EFFECT OF MODAL COLLOIDAL SUBSTANCES ON THE PROPERTIES OF NEWSPRINT

1.INTRODUCTIONIn modern papermaking of newsprint, pitch and stickies control draws more attention with higher proportion of mechanical pulp and second fibers in furnishes. The accumulation of colloidal substance in process could affect the production and products most introduced by wood containing pulp and sec-ondary fibers. Sources of in-process colloid were complex and extensive, including lignin, hydropho-bic extraction, coating, adhesive and other additives[1-3]. Pitch was more seriou…     

纳米流体聚集结构的模拟及其分维数分析

该文根据微粒子在流体中作布朗运动的朗之万理论和微粒子的运动方程 ,模拟纳米粒子在流体中的聚集过程 ,并运用分形理论分析纳米粒子聚集系统的结构 ,建立了模拟纳米粒子无规则运动的DLCA模型。模拟结果表明 ,系统的分形维数与纳米粒子的大小、体积分数等因素有关     

金属中电子结构的密度泛函方法与正电子湮没技术

以密度泛函理论为基础,利用简化的胶体模型,在局域密度近似下研究金属中的空位型缺陷的电子结构和以正电子寿命为表征的缺陷谱.结果表明,随着空位尺度的增加,正电子寿命亦增加并直到饱和值.     

磁场中铁磁性胶粒的聚沉性质

分析了铁磁性胶粒及其周围电解质离子在磁场中的磁化行为和胶粒外磁场分布状况。利用双电层理论计算了在磁场作用下铁磁性胶粒周围离子的分布情况 ,给出磁场作用下胶粒间势能表达式、体系聚沉的临界磁场和聚沉速率表达式 ,并以常温常压下水溶胶在 0 .0 0 3T磁场作用下的情况为例进行了计算。结果表明 ,磁场作用对胶粒周围电解质离子浓度分布的影响较小 ,对铁磁性胶粒间势能和胶粒间聚沉速率的影响较大。粒子浓度为 10 16m-3的水溶胶体系发生聚沉的临界磁场强度为 0 .0 0 2 7T ,磁场作用加快了聚沉速率。     

酚类晶体中的分子间氢键

本文报道用非图形处理方法对74个苯酚及其简单衍生物的晶体结构中分子间氢键的类型的详细研究结果,对酚类晶体结构中氢键键合特征的详细分析说明了该类晶体中不寻常的空间群分布规律.     

基于SiC和BC5的多孔材料设计及储氢性能研究

基于金刚石结构的SiC晶体和类似金刚石结构的BC5晶体设计了多孔材料,并用分子力学方法对其进行优化得到平衡态结构.利用GCMC对其在温度为298 K和77 K,压强为0-100 bar的条件下的储氢量、氢分子密度分布和等量吸附热进行了讨论.考虑孔内壁以化学吸附的氢在内,基于SiC晶体设计的多孔材料储氢量比Si C纳米管的结果更理想.氢分子密度分布图表明氢分子在孔道中的分布距孔道边缘有一定的距离,此距离与氢分子动力学直径2.89A相当.等量吸附热表明材料在温度为298 K和77 K对氢分子的吸附都是物理吸附.     

竹红菌素分子内氢转移反应的机理

用AMI方法全优化结构,然后再作高水平单点能计算,对大分子光敏剂竹红菌素分子内氢转移反应的机理进行了系统的研究．研究发现：该反应为单质子(氢)传递过程,两个氢转移的势垒有显著差别,反式异构体向顺式转化的势垒更低,猜测实验观察到的可能是反式异构体向顺式转化的活化能．结构相似的HA与HB分子内氢转移的机理相似,反应势垒前者较后者稍高．     

新型聚胺页岩水化抑制剂的研制及应用

针对油气井钻井工程中抑制泥页岩水化的难点,基于分子结构优化设计,研制出了新型聚胺页岩抑制剂SDPA.SDPA为含有胺基和醚键等多官能团的低分子聚合物.三次岩屑回收率实验和膨润土造浆实验表明,新研制的聚胺具有优异的抑制性能,且作用时间长,优于国外同类产品.采用吸附、Zeta电位测试、XRD、接触角测量和元素分析等方法对SDPA的作用机理进行了分析.结果表明:SDPA在黏土颗粒表面为单层吸附,质子化铵离子交换出层间水化阳离子,降低黏土颗粒水化斥力;静电引力和氢键共同作用将黏土颗粒层间吸附的水分子排挤出来,压缩晶层间距;SDPA分子中疏水部分覆盖在黏土颗粒表面形成疏水屏障,防止水分子吸附;SDPA在黏土颗粒表面不易解吸,能发挥长期抑制作用.现场试验表明,聚胺水基钻井液抑制性强,性能稳定且易维护,满足现场钻井工程需要.