硝酸钾电解质溶液的结构和热力学性质的计算机分子模拟

对硝酸钾电解质溶液进行了分子动力学计算机模拟研究.水分子采用简单点电荷(SPC)三节点模型,钾离子被看作带电硬球,硝酸根离子采用刚性四节点模型,同时考虑节点间的库仑长程作用和L-J相互作用,对库仑长程作用采用EWALD求和方法进行计算.研究结果表明,随着溶液浓度的增加,水-水相互作用的总势能绝对值升高;高浓度溶液中水-水作用能的升高与水分子排列有序化程度的提高有关,即在浓溶液中水分子的偶极取向更加有序化,说明有更多的水分子参与水化.     

熔融NaCl结构和热力学性质的分子动力学模拟

用分子动力学计算机模拟方法对熔融氯化钠结构和热力学性质进行模拟研究。计算了熔体的势能、动能、维里值、温度、压力等热力学性质和偏径向分布函数、偏结构系数,利用所得结果计算了有关的热力学量,讨论了熔体的局部微观结构。计算结果表明:熔体只存在近程有序,熔体存在松弛过程,Na~+和Cl~-的扩散系数分别为1.187×10~(-4)cm~2/S,1.03×10~(-4)cm~2/S。     

强电解质水溶液热力学性质模拟新进展

综述了强电解质水溶液热力学性质计算的各种理论和模型已经取得很大进步，可以在较大温度和组成范围单一或混合强电解质水溶液的各种热力学性质。除了Ｐｉｔｚｅｒ模型关联数百个体系之外，其他几种理论模型也得到成功的应用。     

电解质溶液热力学性质模型

本文描述了建立电解质溶液热力学模型的理论基础,对现有的主要模型进行了分类(经验模型和理论模型),并加以评价。对目前应用甚广的 Bromley模型、Meissner模型、Pitzer和Chen模型以及本文作者近期开发的新模型进行了计算比较。提出了今后的发展方向。     

现代电解质溶液热力学的现状及进展

本文全面系统地总结回顾了近年来国内外在电解质溶液热力学方面所取得的成果和进步,简要评价了新提出的各种热力学模型、理论,并综述了其在各类相平衡研究中的具体应用。对今后的发展方向提出了笔者的看法。     

SiH_2和SiF_2分子的结构与热力学性质

用密度泛函理论在B3LYP/6-311+G(3d2f)水平上计算研究SiH2和SiF2基态分子的结构与热力学性质,得到其热力学性质与温度的关系式和生成反应热力学性质与温度的关系.研究结果显示,SiH2分子和SiF2分子的基态均具有C2v对称性,电子态均为X1A1.气态SiH2分子不具有热力学稳定性,气态SiF2分子具有热力学稳定性.     

电解质溶液热力学理论研究的进展

简述了电解质溶液热力学理论研究的进展,列举了电离理论、离子互吸理论和电导理论等经典理论.对Pitzer理论、活度系数的半经验公式及聚电解质的分子热力学模型和液/液界面电解质的转移反应等作了介绍,分析了它们的应用范围及局限性.     

不混溶电解质溶液的界面性质

本文讨论了水溶液与硝基苯溶液所成界面的双层结构、电势分布和零电荷电势等。根据实验结果,提出了液/液界面双层结构的改进模型及其电势分布曲线。     

热轧窄带钢组织性能的计算机模拟与预报

对窄带钢在轧制过程中的再结晶变化规律、轧后空冷时变形奥氏体的转变规律、相变后铁素体晶粒大小以及窄带钢的宏观性能等进行了计算机模拟与预报。实测表明该模型组合用于窄带生产实际是可行的；组织含量与力学性能的预报结果均与实测基本相符，这对调整窄带产品结构、提高窄带组织性能不但具有理论意义，而且还有实际应用价值。     

基于Lennard-Jones和Soft-Sphere势能模型的流体传递性质分子动力学模拟比较

利用分子动力学模拟计算传递性质方法，采用Green-Kubo关系式基于Lennard-Jones势能模型和Soft-Sphere势能模型模拟了速度相关函数、压力张量相关函数、热流相关函数以及它们对应的传递系数，讨论了Lennard-Jones势能分子间吸引力和Soft-Sphere势能“软度”对流体传递性质的影响．     

X-ray diffraction study on structure of aqueous Mn(NO_3)2·6H_2O solution

The structure of aqueous electrolyte solution has been widely studied by means of X-ray and neutron diffraction, from which the information of ion-ion, ion-water, and water-water interactions can be revealed. Almost all of the studies are limited to aqueous solutions of monoatomic ions though they have involved some investigations under extreme conditions, such as the supercooled and the supercritical.     

液态甲醇微观结构的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对298 K,0.78 g/cm3的液态甲醇的蒸发潜热、自扩散系数、体系的微观构型、径向分布函数和甲醇分子间的氢键结构进行了模拟研究.结果表明,甲醇的蒸发潜热和自扩散系数的模拟结果与实验数据符合.采用计算机图形技术得到了体系达到平衡时其微观构型的物理图像;对氢键的结构分析表明,形成两氢键的甲醇分子的摩尔分数为77.39%,每一甲醇分子形成氢键的平均数目为1.902;形成氢键的两甲醇分子O…O—H取向角分布曲线在12.2°处出现峰值,取向角θ小于12.2°的甲醇分子的摩尔分数为57.39%,形成氢键的甲醇分子取向几乎呈线性分布;氢键的平均寿命为12.6 ps.     

HFC-227ea热力学物性的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟算法研究了七氟丙烷 (HF C-2 2 7ea)的热力学物性。通过将 HFC-2 2 7ea作为极性的两质点 L ennard-Jones流体处理建立了相应的势能模型。利用等温等压系综 +测试粒子 (NPT+ Test Particle)算法对 HF C-2 2 7ea的气液相平衡性质、过冷液和过热蒸气性质进行了模拟。模拟结果与美国国家标准研究所 (NIST)的数据库的最大相对偏差分别在 1.3 % (单相区 )和 1.6% (气液平衡区 )以内 ,表明该模拟方法已可用于物性的预测和工程实际     

白藜芦醇类似物热力学性质的构效关系

为了研究热力学性质的构效关系,选取了60种白藜芦醇类似物的热力学性质作为分析对象,引入了主量子拓扑指数{0P2,0P4,0P_3'}、{∑⁰P}。通过对比分析,兼顾模型的简洁性,确定{∑⁰P}为模型的基本自变量。结合正弦级数的特点,引入{sin(k∑0P)}(k=1,2,3…)到模型中期望消除残差。以调整判定系数最大(R²_adj)为目标,在控制变量多重共线性并兼顾变量最少的条件下,建立了各热力学性质构效关系模型。结果表明:引入sin(5∑⁰P)、sin(8∑⁰P)到模型中,能较好地消除残差,提高模型的预测能力,所有建立的模型的相关系数均大于0.99,甚至达到1。采用交叉验证方法对模型的稳健性进行了检验,并对样本外分子的热力学性质进行了预测,结果表明所建模型具有良好的稳健性和预测能力。     

磁场作用下水溶液结晶过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法对不同磁场、温度条件下水溶液的结晶过程进行了模拟研究。计算结果表明 ,水溶液的结晶成核速率和晶体生长速率与磁感应强度之间具有多极值关系 ,特别在常温以及磁感应强度为 0 .2 5T时 ,磁场对水溶液结晶参数的影响最为明显。     

Zr53Cu18.7Ni12Al16.3过冷熔体的原子结构以及动力学性质的研究

本文采用第一性原理分子动力学方法,模拟了Zr53Cu18.7Ni12Al16.3过冷液体的原子结构,以及其对动力学性质的影响.通过对Al原子周围的偏对分布函数的分析,发现该过冷液体的原子结构可用以Al原子为中心的团簇来表征.这种局域结构稳定程度的空间不均匀性,导致了过冷液体的动力学在空间分布上的不均匀性,即出现速度较慢的原子.这种慢原子的出现,使得该过冷液体在过冷相区内发生动力学迟缓,从而抑制了晶化.     

分子模拟技术在乳化沥青研究中的应用

利用分子模拟技术对乳化沥青的乳化和稳定机制进行研究。选用结构不同的基质沥青,基于改进的B-L法,构建三维无定型平均结构;利用分子模拟软件构建水/乳化剂/沥青体系进行分子动力学模拟;通过界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数研究沥青与乳化剂相互作用对油水界面性质的影响。结果表明:分子模拟技术能够有效表征乳化沥青乳化和稳定机制;随着乳化剂用量的增加,界面形成能增大、界面层厚度增加、分子扩散系数变小,乳化剂单层膜的稳定性增加,降低油水界面张力的能力增强;对于不同的沥青体系,具有高芳碳率、高环烷碳率、高芳香环缩合度、低烷基碳率的沥青与乳化剂的相互作用越强,界面形成能绝对值越大、界面层厚度越大、扩散系数越小,乳化剂降低沥青/水界面能量的能力越强。