以荷电化碳纳米管构筑正渗透膜用于海水淡化的分子动力学模拟

受传统膜科学中分离膜的荷电化可提升膜盐水分离效能的启发,在前期工作基础上尝试以荷电化碳纳米管CNT(8,8)为水通道仿生构筑正渗透膜,利用分子动力学模拟的方法研究水分子在膜中的传递行为.模拟中,以0.5mo·lL-1氯化钠溶液模拟海水,1mo·lL-1的氯化镁溶液为汲取液,考察不同电量电荷修饰对碳纳米管正渗透膜中水分子密度分布、扩散系数以及水通量的影响.结果显示,电荷修饰对碳纳米管中水分子的密度分布和扩散速率以及水通量影响较显著,当碳纳米管管口荷电量为-0.3e时,碳纳米管膜可获得最大水通量.     

考虑能量集成的单组分用水网络设计

对于有温度要求的工业用水过程,提出了两阶段法的分解设计策略。其特点是:考虑了用水网络和换热网络之间的耦合作用,在设计的第一阶段即用水网络设计阶段,以同时的用水量最小和火用损最小为目标采用逐步双线性规划法来设计用水网络,实现整个过程的用水最小化并为第二阶段的换热网络设计提供最合理的冷流和热流股以确保能量的合理利用;对于设计的第二阶段的换热网络设计,可直接采用文献中的方法。     

基于导数分析确定最优反应工艺（I）简单反应 …

反应过程的优化设计是化工过程开发与设计的重要研究领域。本研究从认识反应动力学特性入手，提出了基于目标函数瞬时值的导数，确定最优反应工艺的方法。作者将反应体系分为三类，对其中的第一类即简单反应体系进行了分析。给出了ｄｒ／ｄＣａ与最优反应器类型是关系判据，分析了ｄｒ／ｄＣａ与进料条件的关系。对几种典型的简单反应，分析了其最优网络结构。所得结论说明本方法的简单可靠。     

非线性优化迭代-紫外分光光度法同时测定苯甲酸钠和山梨酸钾

提出一种用连续波长的紫外光谱吸光度数据对两组分防腐剂（苯甲酸钠、山梨酸钾）混合物体系的定量分析方法。该方法利用连续波长信息将摩尔吸光系数和待测浓度同时作为自变量,建立非线性优化模型,对于组分浓度差较小的混合物体系经一次优化分析计算可得待测浓度;混合物中浓度差较大的体系经四次左右优化迭代,逐步降低误差得分析结果,相对误差可控制在1．52％之内。分析结果表明该法稳定、准确、简便快速、实用灵活,可对食品防腐剂进行定量测定。     

多组分分析的连续波长紫外分光光度法

提出了一种利用紫外光谱连续波长吸光度数据对多组分混合物定量分析的方法:把吸光系数和待测浓度同时作为自变量,优化分析出待测浓度。对多种物系实验数据的分析结果表明,该法稳定、准确度高。     

水和盐分子在反渗透膜内扩散过程的分子模拟

采用分子动力学模拟方法研究了水和盐分子(NaCl, MgCl2, CaSO4, K2SO4)在8种反渗透复合膜中的扩散状态及扩散系数. 并对膜材料的结构单体与水和盐分子在膜内扩散系数相关性进行了分析与讨论. 在所模拟的8种膜内, 随着膜种类的不同, 水分子在其中的扩散系数有明显的变化, 且扩散系数的变化规律与实验所得到的膜的水通量一一对应. NaCl分子中的Na+和Cl-在膜内的扩散速率不一致, 其扩散系数值在同种膜中相差较大, 且当盐分子单独存在时, 制约其在膜内扩散过程的离子只与膜种类有关, 与盐分子本身无关. 在同种膜中, 水分子的扩散过程不受体系中盐分子类型的影响.     

正渗透过程中纳米碳管膜的盐水通道行为

以纳米碳管(CNT)仿生构筑正渗透(FO)膜, 采用分子动力学模拟的方法考察水和盐在由CNT(6,6)、CNT(7,7)、CNT(8,8)、CNT(9,9)、CNT(10,10)、CNT(11,11)等不同尺寸纳米碳管构筑膜中, 于2.5、3.75、5.0mol·L^-1等不同汲取液浓度下的传递行为. 纳秒级的模拟得到水分子在不同尺寸纳米碳管膜内的分布, 水通量的变化以及盐截留等情况. 模拟结果表明, 由CNT(8,8)构筑的正渗透膜表现出优异的通水阻盐性能.     

紫外光谱重叠的多组分混合物体系的同时定量测定

提出一种可将紫外吸收光谱严重重叠的混合物体系准确定量分析的方法。该方法利用系统聚类结合加和性检验而得的优化波长集合有效地降低了混合物光谱的相关性。通过选取优化波长集合内的波长点的信息,把吸光系数和待测浓度同时作为自变量,建立非线性优化模型,对于组分间浓度差较小的混合物体系经一次优化分析计算可得待测浓度;混合物中组分浓度差较大的体系经四次左右优化迭代,逐步降低误差的分析结果,相对误差可控制在3.63%之内。分析结果表明该法稳定、准确、简便快速,可对多组分混合物体系进行定量测定。     

碳纳米管膜分离Li+/Mg2+的分子动力学模拟

采用"扶手椅"型碳纳米管建立了连续的碳纳米管膜模型,利用分子动力学模拟方法研究了Li+和Mg2+在膜中的传导行为.模拟研究了不同管径的碳纳米管CNTs(7,7),(8,8),(9,9),(10,10),(11,11)对Li+和Mg2+的通透性,检测了两种离子进入管内时的平均力势,探索了两种离子在碳纳米管内的径向、轴向密度分布,观测了个别离子在管内的运动轨迹.结果表明,模拟中CNTs(9,9)用于有效分离Li+和Mg2+的效果较好.管径不同,导致Li+和Mg2+通量不同,平均力势(PMF)差值不同,同时离子的轨迹和径向、轴向密度分布也有所差异.总之,碳纳米管是一种可将Li+和Mg2+分离的潜在材料.