HCFC-R22的等效stockmayer势能模型及汽液平衡分子模拟

采用等效Stockmayer势能模型得到R22的势能参数,并应用Gibbs系综模拟汽液平衡予以考察。模拟中,采用了Metropolis抽样及周期边界条件。模拟结果表明饱和液体密度精度较高,且饱和蒸汽的密度及蒸汽压的结果也十分令人满意,说明等效Stockmayer势能模型方法的可靠性和可行性。     

气体混合物各组分化学势的Monte Carlo模拟

在则系综测试粒子Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ （ＧＣＭＣ）方法模拟常温下空气（以氮气为代表）及其污染物微量有机物（以苯为例）的混合物中各组分的化学势。模拟中,氮气和苯分子采用ＬＪ球型分子势能模型,采用Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｓ抽样及周期边界条件。通过模拟并拟合得到了３００．２Ｋ、苯的摩尔分数为０．０６２５,氮气及苯化学势与压力的关联式,以用于狭缝碳孔中该混合物体系的选择性吸附。     

用实验吸附等温线和计算机分子模拟表征中孔分子筛MCM-41

首先比较了表征MCM-41的两个势模型对吸附等温线的影响。发现在一维势模型 中，低压部分的吸附应与选用的势模型的势阱深度有关，而毛细凝聚发生的位置与 孔壁在离壁面较远处与流体分子的相互作用的强弱有关。然后作者使用了一个“混 合”的势模型，即采用作者提出的势函数表征孔壁中氧原子对MCM-41中流体分子的 作用，而采用Tjatjopoulos等提出的势函数近似地表征MCM-41表面硅醇基团以及一 些未知因子对流体分子的作用。虽然这种势模型仍然是一维的，但这种势模型将孔 壁内氧原子的作用和表面上非均匀性分开考虑，具有较明确的物理意义。通过计算 机模拟与实验数据的比较发现，这种势模型可以较好地拟合氮气在MCM-41中的吸附 等温线。     

超临界NaCl水溶液的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法对超临界NaCl水溶液的微观结构进行了研究.模拟发现在所研究超临界条件下,密度的变化比温度的变化对超临界NaCl水溶液的微观结构影响更大.温度及密度对Cl－ H2O径向分布函数的影响比对Na＋ H2O径向分布函数的影响要大.超临界条件下,各gNa＋－Cl－在0.261 nm处出现峰值,表明Na＋、Cl－之间发生了离子的缔合.超临界条件下,随温度增加,缔合作用增强；随密度增加,缔合作用减弱.本文工作为建立可适用于超临界条件下的电解质热力学模型提供了依据.     

甲烷在中孔分子筛MCM-41中吸附的计算机模拟

采用巨正则系综Monte Carlo方法研究了甲烷在两个不同孔径的MCM-41中不同温度下的吸附等温线和其在孔中的相行为和排列方式.模拟结果显示,在较小孔径的MCM-41中,流体分子达到毛细凝聚所需的化学位较小,并且观察到两个孔径下计算机模拟得到的亚稳态区域都非常宽,使得层状转变（如果有的话）被包含在这个区域.通过比较两种孔径下达到毛细凝聚后的构型,可以看出,在3.5 nm的孔中流体的分子结构出现非常有序的排列,而在5.0 nm的孔中则没有.在常温300 K时甲烷的吸附的计算机模拟表明,孔壁对流体分子的作用仅仅影响较靠近壁面附近的流体分子的排列,而对孔中间的分子几乎没有影响.     

固—液界面阴离子集团构型的密度泛函理论研究

通过键合不同数量的H2PO4^-离子构造了H4P2O8^2-和H4P4O16^8-两种阴离子集 团。利用密度泛函理论对它们的构型进行优化并计算其振动频率和喇曼散射效率。 测量了固—液界面边界层的喇曼光谱并与理论计算结果进行对比分析，进一步研究 了阴离子集团的结构、聚合及脱水等过程。实验和理论研究均表明阴离子二聚体是 KDP晶体的生长基元，他们在固液界面将进一步形成多聚体分子集团，而离子集团 的脱水过程则发生在距KDP晶体表面约50μm的固—液界面边界层中。随着生长层向 界面的推进，这些分子集团将变得越来越有序。本文的研究结果对确定晶体生长界 面动力学过程、发展和完善晶体生长理论有重要意义。     

酸性分子筛催化乙烯二聚反应

应用密度泛函理论(DFT), 采用5T簇模型来模拟分子筛催化剂的酸性位, 在B3LYP/6-311+G(3df, 2p)的条件下通过理论计算研究了乙烯在酸性分子筛上的二聚反应. 对反应各驻点进行了全局优化, 经过零点能校正后, 计算得出乙烯二聚反应的活化能. 研究表明, 乙烯在分子筛上的二聚反应分三步进行: 单个乙烯分子化学吸附→第二个乙烯分子的物理吸附→两乙烯分子二聚反应. 乙烯化学吸附生成的烷氧化合物与物理吸附的乙烯分子发生二聚反应生成新的C—C键同时生成新的烷氧化合物. 计算得到的乙烯化学吸附和二聚反应的反应能垒分别为108和149 kJ·mol-1. 反应的逆过程也就是1-丁烯在酸性分子筛表面的1-丁基烷氧化合物发生β分裂反应, 计算所得相应的1-丁烯β分裂反应的能垒为217 kJ·mol-1, 远高于相应的乙烯二聚反应能垒. 此外还进一步研究了所用基组对计算结果的影响.     

多孔配位框架材料CO2捕集及分离性能的研究现状与展望

多孔配位框架材料（porous coordination frameworks,PCFs）是一类通过配位键结合而形成的材料．它具有丰富的空间拓扑结构、可设计性、结构可调控性、比表面高和孔容大等特点,是一类非常有前景的CO：捕集与分离材料．本文综述了PCF材料CO2捕集与分离性能的研究现状,提出了功能导向的材料设计与合成策略：即“多尺度模拟设计一实验制备一性能研究”的理论与实验紧密结合的研究方案．最后也提出了可以提高PCF材料CO2捕集分离性能的策略与展望．     

Monte Carlo NPT系综法模拟考察几种水模型

应用NPT系综法模拟考察了五种水的势能模型 .模拟中采用周期边界条件、Metropolis抽样方法 ,并用Ewald方法对水分子间电荷作用进行长程校正 .模拟计算了内能 ,密度 ,压力及恒压热容等性质 .同时 ,还对这五种模型模拟得到的径向分布函数作了分析 .结果与文献及实验测定相比符合较好     

Stockmayer流体在活性炭孔中的吸附的分子模拟

应用巨正则系综monteCarlo方法模拟Stockmayer流体[以一氯二氟甲烷(R22)为代表]在活性炭孔中的吸附。模拟中R22分子采用等效Stockmayer势能模型,狭缝碳孔墙采用10-4-3模型。通过模拟得到了最佳孔径,并在最佳孔径下,针对不同的主体压力及活性基团密度,得到了吸附等温线、孔中流体的局部密度分布图和较为直观的孔内流体分子的瞬时构象,分析了吸附等温线的特征及孔内流体的吸附结构,认为在0.0,1.0sites/nm^2的活性基团密度下的碳孔内分别发生物理及化学吸附,并确定了最佳操作压力,为工业设计合适的催化剂提供依据。