ε-CL-20在二元混合溶剂中晶体形貌的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟的方法探究了乙酸乙酯与二溴甲烷组成的二元溶剂在298.15 K,1 atm下对ε-CL-20晶体形貌的影响。通过修正附着能模型(MAE)模型探究了溶剂-晶体相互作用,用分子动力学模拟预测了不同组成的乙酸乙酯/二溴甲烷混合溶剂中ε-CL-20的晶体形貌并与实验获得ε-CL-20的晶体形貌进行了对比。结果表明,实验获得的晶体形貌与模拟结果一致,且晶面粗糙度越大,溶剂-晶体相互作用越强。此外,还通过均方位移(MSD)分析了溶剂分子在不同晶面的扩散系数,探究了溶剂扩散速率对不同晶面的影响,并利用径向分布函数(RDF)分析了溶剂分子与晶体分子间相互作用的组成。     

溶剂对FOX-7晶体相变和热性能的影响

采用重结晶法在二甲基甲酰胺(DMF)/H2O、二甲基亚砜(DMS)O/H2O和N-甲基吡咯烷酮(NMP)/H2O等不同溶剂体系中得到FOX-7晶体,用扫描电子显微镜(SEM)测试晶体的形貌、变温X-射线粉末衍射(XRD)分析晶型和相变、差示扫描量热仪(DSC)测试其热性能。结果表明,不同溶剂重结晶得到的FOX-7晶体形貌有较大差别,在DMSO/H2O溶剂中得到的晶体质量要优于其他两种;3种溶剂中得到FOX-7晶体的晶型和相变过程相同,即常温下FOX-7的晶型为α晶型,在120℃时,FOX-7完成α→β相变,至185℃时,完成β→γ相变;重结晶的FOX-7晶体5s爆发点温度提高了4~9℃,说明热稳定性增强。     

CL-20结晶形貌的预测

为研究六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)在真空和溶剂中的晶体形貌和生成机理,基于CL-20的晶胞参数和主要生长面,分别构建了CL-20晶体模型以及晶面和水、甲醇分子的六种吸附模型,用分子动力学模拟计算出溶剂分子与各晶面的吸附能,并据此修正各晶面的附着能,用附着能法对CL-20在真空、水和甲醇中的结晶形貌进行了预测,并与实验结果进行了对比。结果表明,真空中生长基元在晶面的极化程度越高,该面生长越快,且外形为长四棱柱;水和甲醇均会抑制各面的生长,且但程度不同,致使CL-20在水中结晶成扁平的六面体,在甲醇中为四棱柱。     

LLM-105晶体形貌分子动力学模拟

为了研究在真空和溶剂二甲基亚砜(DMSO)条件下,1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)的晶体生长形貌,采用分子动力学模拟方法构建了LLM-105在DMSO溶剂中"双层结构"模型,采用平衡形态法和晶体生长法预测了真空中LLM-105的晶体形貌,通过修正附着能分析了DMSO环境下LLM-105的主要控制晶面及其生长速率;通过径向分布函数和晶面结构分析不同晶面与DMSO之间的相互作用;分析了LLM-105粒子的成核能垒。结果表明,LLM-105晶体的4个主要生长晶面为(0 1 1)、(0 2 0)、(1 1 0)和(1 0-1),其中(0 2 0)、(0 1 1)晶面为控制晶面;加入溶剂DMSO后,修正附着能分析得出溶剂中4个晶面附着能远小于真空条件下,说明选择合适的极性溶剂有助于抑制爆发式成核,控制LLM-105的晶体形貌,其中(0 1 1)晶面线性生长速率最小;径向分布函数和晶面结构分析表明,DMSO中H原子与LLM-105(0 1 1)晶面中N原子之间具有较强的氢键和范德华力相互作用;扩散系数分析表明,修正附着能随溶剂扩散系数的增大而减小,溶剂DMSO在(0 1 1)晶面上扩散系数最大,导致该晶面成核能垒高,不容易聚集成核。     

分子动力学模拟研究温度对ε-CL-20结晶晶体形貌的影响

为了研究温度对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)在乙酸乙酯/三氯甲烷体系中结晶时晶体形貌的影响,采用分子动力学模拟方法,使用修正后附着能模型计算了CL-20晶体能量和晶习,对比了不同温度(293、303、313、323、333K)下CL-20晶体形貌模拟结果与实验结果。结果表明,温度可以显著改变CL-20晶体形貌;随着温度升高,CL-20晶体形貌趋于非球形化,293K下可以获得球形化程度更好的CL-20晶体;温度对不同晶面影响程度不同,(2 0 0)、(0 1 1)、(2 0-1)晶面生长易被温度影响,附着能绝对值较大,晶面生长速率快,在CL-20晶体表面面积占比减小,最终在CL-20晶体中无法保留;当温度为333K时,对(2 0-1)晶面的附着能影响较大,最终使该晶面在CL-20形貌中显露。     

键合剂对HTPB与Al/Al2O3之间界面作用的分子模拟

采用分子动力学(MD)方法和COMPASS力场,研究了键合剂对丁羟推进剂中端羟基聚丁二烯(HTPB)与Al/Al2O3之间界面的吸附能与力学性能.结果表明,键合剂在Al2O3晶面的吸附能高于HTPB在Al2O3晶面的吸附能,而在Al晶面的规律并不明显.键合剂(TEA)与HTPB在Al2O3晶面吸附能远高于在Al晶面,Al2O3晶体(010)晶面高于 (001)晶面,Al晶体(001)晶面高于(011)晶面.两晶面中吸附能愈高,力学性能愈好.几种键合剂对吸附体系力学性能(弹性模量)的作用次序:TAZ＞TEA＞MAPO·HAC＞MAPO＞HX-752.     

FOX-7晶体形貌对感度的影响

通过在DMSO/H2O、冰醋酸、环己酮、乙腈、DMF/H2O溶剂中重结晶得到FOX-7晶体,采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)对其进行了表征,测试了不同晶体的机械感度。结果表明,在不同溶剂中重结晶得到的FOX-7晶体形貌与粒径变化较大,在DMF/H2O中重结晶的FOX-7晶体形貌较好,接近于对称的球体;5种溶剂中得到的FOX-7晶体未发生晶型转变,均为α晶型;在DMSO/H2O和DMF/H2O中重结晶得到的FOX-7晶体的感度最低(撞击感度为4%,摩擦感度为4%),在环己酮中重结晶FOX-7晶体的感度最高(撞击感度为8%,摩擦感度为48%)。     

CL-20/FOX-7共晶的分子动力学模拟

依据共晶形成的氢键规则,搭建了7种CL-20/1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)共晶模型;采用分子动力学(MD)模拟研究了CL-20/FOX-7共晶形成的可能性;通过径向分布函数(RDF)考察了共晶模型内分子的相互作用力;采用X-射线粉末衍射(XRD)模拟分析了共晶模型与纯组分间衍射峰的区别。结果表明,FOX-7和CL-20分子间存在较强的氢键和范德华力,7种共晶模型的结合能大小顺序为:Eb(1 0 1)Eb(1 1-1)E_b(随机晶面)E_b(0 1 1)E_b(0 0 2)E_b(1 1 0)E_b(1 0-1);7种共晶模型的分子间作用力以FOX-7取代CL-20(1 0 1)、(11-1)晶面较强;7种共晶模型的XRD衍射峰相较纯组分CL-20或FOX-7区别较大。据此推测在制备CL-20/FOX-7共晶过程中,FOX-7取代CL-20(1 0 1)晶面的共晶模型易于形成。     

NTO结晶形貌的预测

采用修正的附着能(AE)模型预测了3-硝基-1,2,4-三唑-5酮(NTO)在真空和溶剂中的晶体形貌。研究了溶剂水、甲醇对重结晶晶体形貌控制的影响。结果表明,在真空中,NTO晶体的(100)和(001)晶面方向分子键合能量最低,是最重要的生长面,(010)晶面为极性生长面。受分子间氢键的影响,水中各晶面受抑制作用大小为(010)(100)(001),甲醇中为(010)(100)≈(001)。由NTO晶体附着能和对溶剂分子的吸附作用可知,真空中晶貌由晶面法线方向的分子键链强度决定,在水、甲醇中还受极性基团同溶剂分子形成氢键的强弱、方向控制。     

乙酸乙酯与ε-CL-20不同晶面的微观作用机制

采用色散校正的密度泛函方法、分子动力学和Monte Carlo模拟技术,对乙酸乙酯(EA)与六硝基六氮杂异戊兹烷(ε-CL-20)晶面的微观作用机制进行研究,分析了晶面特性和EA与各晶面的相互作用。结果表明,附着能模型预测真空中ε-CL-20有6个晶面,其表面积(1 0 1)>(1 1-1)>(1 1 0)>(1 0-1)>(0 1 1)>(0 0 2),粗糙度(1 0-1)>(1 1-1)>(0 1 1)>(1 0 1)>(1 1 0)>(0 0 2)。带隙最大的两个晶面为(0 0 2)(3.522eV)和(1 0 1)(3.512eV),而(1 1 0)(3.179eV)和(1 1-1)(3.193eV)的带隙最小。EA分子通过C—H…O弱氢键、范德华力等相互作用与ε-CL-20晶面上的活性位点结合。正的吸附热和负的吸附能表明EA分子在所有晶面上的吸附均为放热过程。EA分子通过(1 1-1)面上的袋状空隙进入晶格,形成最厚的界面溶剂层(约10?)和最大的结合能(291.93kJ/mol)。该晶面吸附EA分子的个数和吸附能的...     

涂料在新能源产业中应用前景探讨

介绍了发展新能源重大意义,探讨了涂料在风能、生物质能、太阳能等新能源产业中可能的应用前景,并提出了初步建议。     

对我国能源替代战略的思考

结合国内外替代能源的开发应用情况,对目前我国替代能源项目,包括煤变油、甲醇、乙醇、生物柴油等,从原料、经济性、技术、环境污染等方面进行了较为深入的分析,以期引起正在建设和准备建设替代能源项目的地方政府和企业的思考。     

对我国能源替代战略的思考

结合国内外替代能源的开发应用情况,对目前我国替代能源项目,包括煤变油、甲醇、乙醇、生物柴油等,从原料、经济性、技术、环境污染等方面进行了较为深入的分析,以期引起正在建设和准备建设替代能源项目的地方政府和企业的思考.     

21世纪的绿色能源

综述了绿色能源的优势、使用及前景,如太阳能、风能、生物质能、燃料电池、核能等,提出新能源的开发利用是解决能源短缺和环境污染的重要途径。     

How Canada can supply Europe with critical energy by creating a Trans-Atlantic energy bridge

Public policy decisions made over the past 10–15 years have significantly impacted the resiliency of Canadian and European energy systems. Rightly or wrongly, these decisions have included shifts away from coal and nuclear energy for electricity in favour of wind and solar, scuttling oil pipeline developments in all directions in Canada, how world governments responded to the pandemic, and increased reliance on Russian and US energy networks. The pandemic and subsequent Russian invasion of Ukraine have significantly tested the resiliency of these systems and caused major impacts on prices and everyday life. It has revealed weaknesses in Western energy security, and Europe is scrambling to adjust to sudden and drastic reductions in imports of Russian energy. In this perspective, I review the challenges to our energy systems. Then, I propose the creation of a Trans-Atlantic energy bridge to Europe and highlight some technologies and strategies Canada can use to create it.     

化工厂节能研究

本文针对化工厂能源消耗,列举了一些化工厂常用的节能措施,为节能降耗工作提供了参考。     

我国能源形势分析及其解决对策

随着中国社会经济的持续、快速发展,中国能源面临着日益严峻的形势和挑战,即能源供需矛盾加剧、能源利用效率低和能源结构不合理。为了解决中国能源的问题,本文提出了通过利用国内外两种资源、两个市场增加我国能源产量;调整产业结构实现节能;利用先进技术,在工业、建筑和交通三大领域提高能源利用效率;大力引进石油天然气,积极发展可再生能源和新能源,实现能源结构的“优化”等对策。     

“热电联产,以汽定电”原则的认定

阐述了“热电联产，以汽定电”原则在节能方面的深刻含义。从有效能与无效的变化关系上对蒸汽品位高低进行了较为全面的剖析。     

新形势下对我国能源安全问题的思考

分析了目前我国能源安全形势与能源安全问题,认为当前我国能源形势基本稳定,能源供应总体安全,能源消费结构正向轻质化、清洁化和低碳化方向发展,但也存在一些问题,主要包括:能源需求总量增长过快,消费结构亟待调整;能源发展中的环境问题突出,CO_2减排压力加大;地缘政治影响不确定性因素增加,潜在影响我国能源安全;油气战略储备不足,应对突发事件风险能力较低;非化石能源消费占比低,替代能源发展较慢。在我国经济新常态下,应树立新的能源安全观,着力推动能源革命,构建适应我国经济社会发展需求的新型国家能源安全体系。     

化工建设过程中应关注的节能措施

本文从加强余热的回收利用、优化总体布局、促进水资源的节约利用、实现用电能效益最大化、降低供热系统的热损耗、推动建筑节能工作、进行废物的回收及综合利用、加强可再生资源的利用等方面对化学工程中的节能进行了探讨。