水－仲丁醇－碳4三元体系8MPa时的液液平衡

在国内首次建立的一套温度高达３５０℃，压力直至２０ＭＰａ的高压液液相平衡测定装置上，测定了水－仲丁醇－碳４三元体系在８ＭＰａ和４０３．１５，４２３．１５，４４３．１５Ｋ时液液相平衡数据。采用修改的Ｒ－Ｋ方程对此数据进行了理论关联。关联结果与实验数据一致。     

基于方阱模型计算液体的导热率

为了满足工程上对液体导热率的要求,在方阱模型基础上提出了计算液体导热率的方程。所得的导热率计算方程包括分子平动贡献项和分子内部能量贡献项。为了计算方便,根据分子模拟数据提出了计算中所需的方阱流体的径向分布函数的关联式。物质的能量参数由其临界温度估算,而硬壳体积则由基团贡献法获得。考虑到实际液体有别于方阱流体,在实际液体导热率计算中引入了一个与密度有关的校正参数。使用该文提出的方法,对液体氩及10种液态烃类物质的导热率进行了计算,其计算的平均相对误差小于5.3%。     

温度对碳膜内氮、氧渗透分离影响的非平衡模拟

采用双控体积巨正则系综分子动力学(DCV-GCMD)方法, 用二维狭缝代替传统的一维狭缝构建膜孔模型研究了温度对氮氧纯气体及其混合物在碳膜内的渗透特性, 探讨了氮氧分离机理. 提出了一种新的计算二元混合气体中各组分通量和分离系数的方法, 即模拟中引入迭代, 解决了前人忽略低压侧气体组成和压力影响的问题. 试验结果表明: 当氮氧以纯气体的形式分别透过碳膜时, 二者均遵循Knudsen扩散方式, 且低温下氮气具有较大的渗透性质; 而当二者以混合物的形式一起透过碳膜时, 低温下二者之间存在竞争吸附, 孔宽对气体的渗透影响显著, 尤其是膜孔较小的时候, 分子筛效应控制氮氧分离; 高温下吸附影响不显著.     

纳滤膜对电解质溶液分离特性的理论研究(II): 混合电解质溶液

假定纳滤膜具有狭缝状孔, 使用纯水透过系数、膜孔径及膜表面电势来表征纳滤膜的分离特征, 用流体力学半径和无限稀释扩散系数表征了离子特性. 采用扩展Nernst-Planck方程、Donnan平衡模型和Poisson-Boltzmann理论描述了混合电解质溶液中离子在膜孔内的传递现象, 计算了三种商用纳滤膜(ESNA1-LF, ESNA1和LES90)对同阴离子、同阳离子和含四种离子的混合电解质体系中离子的截留率, 并与实验数据进行了比较. 计算结果表明, 电解质溶液中离子在纳滤膜孔内传递的主要机理是离子的扩散和电迁移, 纳滤膜对混合电解质溶液中离子的分离效果主要由空间位阻和静电效应决定. 该模型在低浓度时对含一价离子的混合电解质溶液通过纳滤膜的截留率计算结果比较准确, 但对高浓度或含高价离子的混合电解质溶液则偏差较大.     

SCR脱硝中各物质热力学性质的预测

选择性催化还原脱硝技术效率高,有望应用于汽车尾气中NO_x的排放控制.本文采用5种不同的密度泛函理论,计入色散校正项的影响,预测了选择性催化还原脱硝反应体系中各种气体的标准生成焓以及温度从0 K到1000 K时各气体的焓变。与实验比较结果表明,广义密度梯度近似中的BLYP泛函和B3LYP泛函对标准生成焓的预测偏差最小,而本文检验的所有密度泛函理论都能很好地预测气体在0~1000 K温度范围内的焓变,可以用于选择性催化还原脱硝反应体系的热量恒算。     

链状硬球流体状态方程的研究

在Ｗｅｒｔｈｅｉｍ热力学微扰理论的基础上，得到了链状硬球流体的状态方程。用它计算不同链长（最长的硬球数为２０１）的链状硬球流体的压缩因子，结果与计算机模拟数据符合。此外，将本文与计算机模拟数据的偏差和其它四个方程（ＴＰＴ１、ＳＰＴ、ＰＹ－ＣＳ和ＧＦ－Ｄ）的计算偏差相比较，结果表明对于长链分子流体，以本状态方程的计算结果最好。     

分子聚集溶液理论及其应用

本文应用经典热力学和分子热力学方法建立了分子聚集溶液理论。该理论具有通用性；它不仅适用于非电解质溶液，而且也可应用于电解质溶液。另外，溶液的分子聚集度参数与组分浓度的相关性规律还可用来描述电解质溶液的传递性质。     

在确定的热力学状态下测量气体导热系数与黏度

气体的导热系数和黏度是重要的热物性参数,其数值大小取决于所处的热力学状态。在目前的导热系数和黏度主要测量方法中,待测工质在测量时需经历非定常的过程或处于具有物性梯度的非平衡态之下,使得待测工质的物性在时间或者空间上不处于一个确定的热力学状态。本文利用圆柱定程干涉法,通过分析气体导热系数和黏度导致的声波能量耗散,结合气体输运理论中对稀疏气体的描述,探索了在确定的热力学状态下同时测量气体导热系数和黏度的方法,并以氩(Ar)为例进行了实验验证。测量结果与已有文献一致性较好,初步证实了方法的可行性。     

KDP晶体固-液界面吸附行为的分子模拟研究

通过构建晶体表面-KDP分子界面吸附结构模型, 采用分子动力学和密度泛函计算方法研究KDP分子在(001)和(010)面吸附的物理化学过程, 考察了温度对物理吸附行为的影响. 研究表明: KDP晶体表面的吸附过程和生长习性主要由化学吸附主导, 化学吸附能的计算表明[K-O₈]基元在(001)界面的结合能是(010)界面结合能的2.86倍; 在饱和温度附近, [H₂PO₄]^-阴离子在KDP界面的物理结合能随温度的变化呈现振荡特征, 溶液中有较多的离子团簇形成, 溶液变得很不稳定; 当温度从323 K降低至308 K时, 水分子在界面的结合能总体呈下降趋势, 而KDP分子在界面的吸附能总体呈上升趋势, 脱水过程是水分子和[H₂PO₄]^-阴离子在固液界面边界层竞争吸附的结果. 研究结果对确足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. 关键词： 分子动力学 双层结构模型 结合能