水对室温熔盐[Bpy]BF_4结构与性质的影响

采用分子动力学模拟方法研究了298.15 K、0.1 MPa下摩尔分数为0.05~0.95的水对室温熔盐1-丁基吡啶四氟硼酸([Bpy]BF4)结构与性质的影响.获得了体系的径向分布函数、配位数和空间分布函数等微观结构及其密度、自扩散系数、电导率和粘度等物理化学性质.模拟密度与实验结果符合很好;体系中各组分间的径向分布函数和配位数均随水摩尔分数的增加有规律的变化;获得了各组分之间的三维空间分布情况;随水摩尔分数的增加,阴阳离子之间的相互作用被削弱,同时水与阴离子、阳离子及水分子之间的相互作用逐渐增强,水、阴离子和阳离子的自扩散系数增大,体系粘度降低,电导率升高.研究工作揭示了水对[Bpy]BF4中各组分的存在形式、相互作用及其对体系物理化学及输运性质的影响,为其在冶金与材料制备方面的应用提供理论依据和参考.     

甲醇水溶液结构和扩散性质的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同浓度甲醇水溶液的热力学、微观结构和动力学性质。模拟发现随着甲醇浓度的增加，溶液的超额混合焓呈先降低后增加的趋势，在XM（摩尔分数）为0．36时出现最小值，与实验结果相当吻合；甲醇分子配位圈内水分子的配位数NMw随甲醇浓度的增加而减小，水分子配位圈内水分子的配位数Nww也随甲醇浓度的增加而减小；溶质的加入使水分子间的间隙变小，配位数Nαβ与组成XM呈线性关系。     

二氯甲烷对三乙胺盐酸三氯化铝体系结构与性质影响的模拟研究

采用第一性原理和分子动力学模拟相结合的方法研究了二氯甲烷(DCM)对三乙胺盐酸盐三氯化铝([Et_3NH]Cl/AlCl_3)离子液体体系的微观结构及物理和化学性质的影响.考察了体系的相互作用能、径向分布函数、配位数、空间分布函数以及密度、粘度、自扩散系数、电导率等的变化规律.所得密度、粘度和电导率与实验值符合较好.研究发现二氯甲烷DCM加入后倾向于在离子液体的阴阳离子之间并与阴阳离子形成氢键,进而减弱了阴阳离子间的相互作用,导致体系中离子扩散能力增强、体系的粘度降低和电导率增大.     

颗粒体系错流微滤过程临界点研究——临界点的数值识别

以传统的滤饼层阻力和与诱导扩散相结合的浓差极化模型为基础,建立了刚性颗粒悬浮液体系错流微滤过程中模拟临界点的数学模型。模型的模拟和预测结果与实验值吻合很好。用该模型不仅能计算错流微滤过程中临界点的临界压力、临界错流速度和临界滤饼层厚度,还可以对临界点的性质与微滤中各项参数的关系进行预测。模型的提出为更好地理解颗粒体系错流微滤中的膜污染机理,并在实际应用中通过控制过滤操作参数来减小或消除此类膜面污染提供了理论依据。     

分子动力学模拟计算有机溶剂的溶解度参数

报道了利用分子动力学模拟手段对17种极性、非极性和氢键有机溶剂的溶解度参数进行计算的结果,并和实验值进行了对比。计算结果表明,非极性溶剂和多数极性溶剂的计算值和实验值吻合良好,相对偏差一般小于1％;而少数极性溶剂和多数氢键溶剂的计算值和实验值间则存在一定的偏差,其中苯酚达到16％。     

丙酮-乙腈-叔丁醇-水体系及其在萃取剂中汽液平衡测定及关联

在常压下使用单级循环汽液平衡釜对丙酮-乙腈-叔丁醇-水体系中丙酮-乙腈、丙酮-叔丁醇、乙腈-叔丁醇、乙腈-水的4组二元、丙酮-乙腈-叔丁醇、丙酮-叔丁醇-水、乙腈-叔丁醇-水的3组三元和丙酮-乙腈-叔丁醇-水的四元汽液平衡数据进行测定.通过赫林顿积分法对二元汽液平衡数据进行热力学检验,进而考察本装置测定实验数据的可靠性和稳定性.对测定的实验结果选用UNIQUAC和NRTL模型关联,与实验值对比,UNIQUAC模型关联值与实验值较为吻合,平均相对误差最大值小于3%.同时,测定四元体系在乙二醇等4种萃取剂中的汽液平衡数据,为丙酮-乙腈-叔丁醇-水体系萃取分离提供基础数据.     

旋流塔板上气体流场的数值模拟

采用二方程ｋ－ε湍流模型，以实验数据确定入口条件，用ＳＩＭＰＬＥ算法对旋流塔板上气体的速度场及静压场进行了数值计算。其结果与实验值吻合良好，表明数值模拟可用来预测较实验更为详细的气流运动特点。     

乙醇-水-离子液体伪二元体系常压汽液平衡数据的测定与关联

采用新的双循环沸点仪,在101.3kPa下测定了三种不同的离子液体[CH2CH2OHMIM][BF4],[CH2COOHMIM][BF4]和[CH2COOCH3MIM][BF4]对乙醇一水共沸体系汽液平衡的影响,并用NRTL方程对实验数据进行了关联,计算值与实验值吻合良好,平均偏差分别为1.02％,0.77％和1．73％．研究表明：三种离子液体均能消除乙醇一水体系的共沸点,使乙醇对水的相对挥发度有了明显的提高,且NRTL方程适合本体系的关联与预测。     

氢键缔合模型在水溶性聚合物液-液相平衡研究中的应用

水溶性聚合物水溶液中存在聚合物和水之间的氢键缔合化学平衡，溶液的混合Gibbs自由能由氢键缔合化学平衡和Flory-Huggins理论二部分组成，在此基础上建立了能描述水溶性聚合物液－液平衡的氢键缔合模型。将该模型用于研究PEG2180－水和PEG2290－水两个体系的液－液相平衡，计算值能较好地吻合实验值，由该模型得到的氢键生成焓的数值和符号能够用于解释在水溶性聚合物水溶液中，存在低临介溶液温度（LCST）的现象。应用氢键缔合模型计算了水溶液中水的化学位，在不同温度下水的化学位随聚合物体积分率的变化规律，能够阐明同时存在高临介溶液温度（UCST）和低临介溶液温度（LCST）的水溶性聚合物液－液相平衡的特征。     

神经网络技术用于醇水盐体系汽液平衡关联和预测

运用神经网络，对32个醇水盐体系的汽液平衡数据进行了关联，计算值与实验值符合良好，泡点温度和汽相组成的平均偏差分别是0．93K和0．015。对未列入该模型的体系的汽液平衡进行了预测，也取得了较好的结果。     

酞酸酯正辛醇／水分配系数和水溶解度的测定及其相关性研究

系统研究了九种常见邻苯二甲酸酯类化合物的正辛醇／水分配系数和水溶解度，考察了正辛醇／水分配系测定值Ｋ＾测ＯＷ与分子碎片数法计算值Ｋ＾测ＯＷ、一阶价分子连接性指数１％以及不溶解度Ｓ之间的相关性。结果表明，ｌｏｇＫ＾测ＯＷ与Ｋ＾计ＯＷ、１％及Ｓ呈良好线性关系，并建立了相关方程式。     

有水条件下环硅氧烷开环聚合黏度模型及应用

以八甲基环四硅氧烷为单体,四甲基氢氧化铵为催化剂,微量水为链封端剂,进行有水条件下环硅氧烷阴离子开环聚合.采用凝胶渗透色谱 (GPC) 测定转化率及合成聚合物的相对分子质量,旋转黏度计测定聚合体系表观黏度.建立体系黏度相对分子质量转化率数学模型,关联了体系黏度、转化率和相对分子质量三个过程参数,模型预测值与实测值吻合良好.研究还发现反应的体系黏度随反应单调增长,使得该反应在工程上采用管式反应器实现连续化生产成为可能.同时应用体系黏度相对分子质量转化率模型,讨论了反应条件对体系黏度的变化规律.模拟结果表明,体系黏度随聚合温度及水浓度的增加而降低,随催化剂浓度的增加而增加.     

渗透汽化过程分离乙醇-水的模型分析

为了预测渗透汽化过程中渗透通量与渗透液中水的质量分数,对分离乙醇-水体系的连续操作错流型渗透汽化过程建立了数学模型,并在特定操作条件下进行了模拟计算,模拟计算值与实验值基本吻合.对渗透物水的质量分数进行了理论计算,并与实验值进行比较,为操作条件的进一步优化提供了理论依据.利用实验数据分别对乙醇和水的渗透通量进行回归,得到了乙醇和水的质量浓度的三次方程,根据该方程可以对渗透通量进行预测.     

水—巯基乙酸—异辛醇三元体系液液平衡数据的测定与关联

在温度分别为20 ℃、30 ℃、40 ℃下,常压测定了水—巯基乙酸—异辛醇三元体系的液液平衡数据,得到了三元体系的共轭相组成并绘制出相平衡曲线,确定了30 ℃为最佳萃取温度. 实验数据用UNIQUAC和NRTL模型进行关联,关联值与实验值吻合良好. 求得了溶剂对溶质的选择性系数,验证了以异辛醇为溶剂,采用液液萃取的方法分离巯基乙酸—水体系是完全可行的.     

分子动力学模拟计算有机溶剂的溶解度参数

报道了利用分子动力学模拟手段对17种极性、非极性和氢键有机溶剂的溶解度参数进行计算的结果，并和实验值进行了对比．计算结果表明．非极性溶剂和多数极性溶剂的计算值和实验值吻合良好．相对偏差一般小于1％；而少数极性溶剂和多数氨键溶剂的计算值和实验值间则存在一定的偏差，其中苯酚达到16％。     

大豆磷脂酰胆碱在硅胶柱中的色谱特性

为研究大豆磷脂酰胆碱的色谱分离过程，建立了考虑轴向扩散、液膜传质阻力和内扩散阻力的一般性速率模型，用有限元和正交配置法求解该模型.模拟结果与实验数据吻合，并得到了液膜传质系数与流速的关系及孔内有效扩散系数.采用乙醇 水体系分离了大豆浓缩磷脂中的磷脂酰胆碱，考察了流动相组成和流速对分离效果的影响.随着流动相中水质量分数的增加，磷脂酰胆碱的容量因子和分离度减小.流动相中的水质量分数以20%为最佳.     

改性MCM⁃41孔内水分子吸附扩散行为的模拟研究

通过构建多种官能团负载的MCM?41骨架模型，使用GCMC与MD模拟方法计算了水分子在不同亲疏水性质的MCM?41孔内的吸附及扩散性质。结果表明，MCM?41材料的水吸附等温线主要为Ⅱ型；负载到MCM?41孔表面的亲水官能团能够与水分子形成氢键，因此对水分子的相互作用力较疏水官能团高约114.27%；MCM?41孔内水分子的扩散能力与表面官能团的亲水性呈正相关，亲水表面的材料内水分子的扩散系数相较于疏水表面扩散系数高约58.82%；证明了亲水表面的MCM?41材料在含水环境中对孔内水分子的吸附扩散行为具有一定促进作用。     

超临界水氧化甲醇的动力学模型

为了研究超临界水氧化有机污染物的反应动力学，采用甲醇作为超临界水氧化的研究对象，根据超临界水氧化甲醇的反应机理，运用质量守恒原理和似稳态假定，建立超临界水氧化甲醇的动力学模型。用实验数据关联动力学模型，得出超临界水氧化甲醇的反应速率常数，再用建立的动力学模型计算出甲醇的转化率和甲醛、CO和CO2的产率，并与实验值进行比较。结果表明，计算值与实验数据能较好地吻合。     

UNIFAC基团贡献法推算水—混合低碳醇—环己烷体系的液液平衡

本文用著名的UNIFAC基因贡献法对如下两体系的液液平衡进行了推算：（1）水－甲醇－乙醇－正丙醇－异戊醇；（2）水－乙醇－正丙醇－异丁醇－异戊醇－环己烷。计算结果与实验值吻合，对体系（1）平均摩尔百分偏差为0.012，对体系（2）为0.010,精度满足工程设计的需要，可为醇水分离的蒸馏工艺模拟计算基础数据。     

土-作物-大气系统中动态根系生长及水动力学模拟

针对土-作物-大气连续系统的土壤水动力学模型对根系动态生长的模拟不理想,通过引入最新的根系生长模型理论、根长密度分布函数以及联合国粮农组织推荐的计算蒸发及蒸腾总量的模型理论,与现有的模拟水土运动的有限元程序相耦合,建立模拟土-作物-大气系统的水动力学模型.基于荷兰实验农场的小麦实验数据的模拟结果表明,在不同时期、不同深度处土壤中水的体积分数与实验值比较吻合;由于降雨和蒸发的上边界影响,上部土壤中水的体积分数随时间变化较快;除接近地表的个别根长密度模拟点偏差较大外,总体来说根长及根长密度模拟结果与实验值比较吻合;蒸腾量和蒸发量的模拟结果可靠.建立的新模型合理,可以有效地模拟土-作物-大气系统中的根系生长及水动力学.