SDS-水体系汽-液界面行为的分子动力学模拟研究

分别采用全原子力场和联合原子力场模型,对SDS-水体系的汽-液界面行为进行分子动力学模拟研究。模拟结果表明,采用全原子力场或联合原子力场模型得到的汽-液界面厚度及界面张力的计算结果相差不大。SDS-水体系的汽-液界面厚度随温度的提高而增加,且比纯水体系的明显增大;SDS-水体系的汽-液界面张力随温度的升高而降低,且比纯水体系的明显降低;联合原子力场模型得到的汽-液界面厚度或界面张力比全原子力场的稍大一点。     

水-正十六烷混合物纳米液滴润湿特性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了水-正十六烷混合物纳米液滴在光滑及粗糙壁面上的润湿特性。模拟结果表明,对于光滑的疏液性和亲液性壁面,随着温度的升高,混合物纳米液滴的接触角呈总体增大的趋势;随着正十六烷体积百分数的增加,混合物纳米液滴的接触角增大。对于疏液性粗糙壁面,随着凸起高度的增加,混合物纳米液滴的接触状态由Wenzel模式转换成Cassie模式,其接触角逐渐增大;随着凹陷宽度的增加,混合纳米液滴的接触状态由Cassie态转变为Wenzel态,其接触角总体上是减小的。对于亲液性粗糙壁面,混合物纳米液滴的接触状态均为Wenzel模式;随着凸起高度的增加,接触角呈总体增加的趋势。     

水及其表面活性剂体系汽—液界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,对水及其表面活性剂体系的汽—液界面行为进行了研究。模拟结果表明,随着温度的升高,纯水体系液相主体密度降低,气—液界面厚度增大,界面张力逐渐减小;水—十二烷基硫酸钠体系与纯水体系相比,汽—液界面厚度明显增大,汽—液界面张力明显减小,其随温度的变化规律和纯水体系一致。     

正十二烷-水乳液吸收丙烷的传质增强作用(英文)

A one-dimensional unsteady heterogeneous parallel mass transfer (ODUHPMT) model was developed for the absorption enhancement of volatile organic compounds (VOC) by the dispersed droplets. An analytical solution for enhancement factor was obtained based on surface renewal theory and the Laplace domain transformation. The absorption rate of propane into water at dif-ferent stirring speeds with the added micro dodecane droplets was investigated experimentally in a thermostatic stirred tank. The mass transfer flux across the gas-liquid interface and the enhancement factor were measured. The results showed that the dodecane has an obvious enhancement effect on propane absorption into water, the maximum enhancement factor reached 11. The enhance-ment factor increased with increasing dodecane volume fraction and decreased with increasing stirring speed. The experiment data agreed well with the model predictions and showed high prediction accuracy of ODUHPMT model.     

C_(12)-2-C_(12)·2Br/正己醇/正庚烷/水微乳体系中水结构的FTIR研究

用Peakfit(Version4．12 Seasolve)曲线拟合软件解析了C12-2-C12·2Br／正己醇／正庚烷／水微乳体系的傅里叶变换红外光谱(FTIR)。根据微乳体系中水分子O-H伸缩振动峰的二阶导数谱,对3100-3700 cm-1的吸收峰进行分峰拟合,得到位于(3 240±10)cm-1、(3 380±15)cm-1、(3 470±30)cm-1、(3 570±30)cm-1的4个子峰,分别对应于表面活性剂阳离子头基结合水、本体水、阴离子结合水和束缚水。随着体系中加水量的增加,本体水和阴离子结合水的质量分数减小,阳离子结合水的质量分数增加,而束缚水的质量分数变化很小。     

分离C_(13)～C_(16)正构烷烃体系的模拟与试验研究

为分离得到高纯度正构烷烃单体,在6 kPa条件下设计交叉精馏工艺流程。采用Aspen Plus模拟软件对交叉精馏过程初设条件进行模拟,建立实验装置对模拟结果进行验证实验。分别考察交叉精馏过程中塔理论塔板数(N)、原料进料位置(Nf)、侧线出料位置(Nc)、侧线出料量(Dc)、塔顶馏出量(D)及回流比(R)对分离过程的影响,得到最佳操作参数及分离结果。通过实验验证,模拟值与实验值相对误差较小且均在误差允许范围内,说明分离方案可行且模拟结果较为准确,通过后续模拟得到最优操作参数及模拟结果。     

正十六烷纳米液滴在光滑壁面上润湿行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,研究了正十六烷纳米液滴在光滑壁面上的润湿行为规律。模拟结果表明,壁面厚度、长度(或宽度)、截断半径及分子数对接触角的影响不大。随着壁面作用势能的增大,接触角线性减小;当壁面作用势能为0.5 k J/mol时,接触角约为90°。随着模拟温度的提高,接触角逐渐减小。     

玻纤增强聚氯乙烯界面行为的分子动力学模拟

通过分子动力学(MD)模拟,分析了聚氯乙烯(PVC)与玻璃纤维(GF)间的界面黏合行为,并从微观分子角度探讨GF增强PVC界面能量变化及其增强机理。结果表明:加入GF后,PVC非键合原子间相互吸引作用增强,原子间距减小,与GF的界面黏合较好,体系拉伸性能提高,与文献报道的实验结果接近。当GF含量过多时,非键合原子间近程排斥力增大,色散力增大,GF与PVC界面黏合力变差。     

辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟(MD)的方法在分子层面上考察辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPES)在油-水界面的界面行为。模拟结果表明:辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐可以大幅降低油-水界面的界面张力,在OPES浓度达到饱和浓度时,系统界面张力仅为3.85 mN·m^-1;OPES中磺酸基是主要亲水基团,具有良好的亲水性;温度在318~373 K时,界面张力由24.63 mN·m^-1下降到17.43 mN·m^-1,这说明OPES具有良好的抗高温性能;当Na⁺浓度在1%~5%的环境下OPES性质稳定,界面张力仅有4.47 mN·m^-1的小幅增加,因此OPES具有良好的耐盐性,并且其对Na⁺的耐盐性能好于对Ca²⁺的耐盐性。     

添加剂对C_(12)-2-C_(12)·2Br水溶液黏度的调节

利用流变仪测定了表面活性剂水溶液的黏度,研究了不同添加剂对季铵盐gemini表面活性剂C_(12)-2-C_(12)·2Br水溶液的黏度调节情况.实验结果表明,C_(12)-2-C_(12)·2Br在水溶液中可以形成较大的棒状胶团,加入头基长度不同的阳离子表面活性剂,由于头基间的静电排斥作用使混合胶团中形成分子对的几何堆积因子P减小,形成了球状胶团,使C_(12)-2-C_(12)·2Br水溶液的黏度降低,加入普通表面活性剂对C_(12)-2-C_(12)·2Br的黏度降低的能力和效率顺序为C_(12)TMABr>C_(12)TBABr>C_(12)TPABr>C_(12)TEABr.相反,加入与C_(12)-2-C_(12)·2Br带相反电荷的阴离子表面活性剂或者无机盐,由于头基之间的静电吸引作用和压缩双电层作用,使表面活性剂分子的几何堆积因子增大,造成黏度增加.     

C_(12)-2-C_(12)·2Br/正庚烷/正己醇体系中临界反胶束浓度的测定

以碘探针光谱法和水增溶法分别测定了季铵盐二聚表面活性剂C_(12)-2C_(12)·2Br在正庚烷/正己醉溶液中的临界反胶束浓度crmc_l和crmc_w,并考察了助表面活性剂—己醇的用量对crmc的影响。。     

十二烷基-β-D-葡萄糖苷单层膜界面性质的分子动力学模拟

表面活性剂分子的界面组装结构是关系其应用性能的重要指标,分子动力学模拟是考察该体系性质的有力工具.采用分子动力学模拟方法研究了不同界面浓度下非离子表面活性剂十二烷基-β-D-葡萄糖苷的单层膜在水气界面的结构和动力学性质;通过密度分布、均方根位移曲线以及界面形成能等参数表征不同界面浓度条件下单层膜的结构及稳定性;并根据烷...     

天然橡胶-铁界面力学性能的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,建立了天然橡胶-铁的界面模型,研究了聚合度、环境温度、拉伸速率对界面力学性能的影响。结果表明,界面力学性能与聚合度无关,但与温度、拉伸速率有密切联系,界面失效的主要原因是天然橡胶力学性能的衰减。随着温度的升高,分子链活动性增强,橡胶逐渐由“玻璃态”向“黏流态”转变,材料模量下降,界面分离所需的拉力也减小。当拉伸速率较大时,链段运动相对滞后,材料屈服需要更大的外力,因此界面拉力增大;当拉伸速率较小时,材料发生黏性流动,界面失效所需要的拉力减小。     

十六烷/超临界CO2混合体系气泡成核的分子动力学模拟

研究了十六烷/超临界二氧化碳（CO2）混合体系的气泡成核过程。采用全原子分子动力学方法,选择等温-等压系统,使体系的粒子数、压力（P）和温度（T）保持不变,采用exp-6力场描述原子间的相互作用,采用距离判别法识别气泡核,根据气泡成核过程的分子位形跟踪气泡的形成过程。结果表明,降低十六烷/超临界CO2混合体系的P,首先形成了低密度的气泡核,然后CO2分子不断地进入气相,直至系统内部形成含有大量气相分子的气泡。     

β-二酮在水/超临界二氧化碳界面的分子动力学模拟

The structural and dynamical properties of hexafluoroacetylacetone (HFA) and acetylacetone (AA) at the water/supercritical CO2 (Sc-CO2) interface at 20 MPa and 318.15 K are investigated by molecular dynamics simulations. The TIP3P potential is used for water and the EPM2 model is for CO2. The water phase and SC-CO2 phase form a distinct immiscible liquid-liquid interface. The two chelating molecules show interfacial preference. Comparatively, the AA molecules show somewhat more preference for interfacial region, whereas the HFA molecules are preferably near the Sc-CO2 phase. The orientational distribution of the β-diketone molecules and the radial distribution functions between β-diketones and solvents are obtained in order to study the microscopic structural properties of the β-diketones at the water-SC-CO2 interface. It is found that the translational diffusion and rotational diffusion of HFA and AA are obviously anisotropic and decrease as the β-diketone molecules approach the interface. The anisotropic dynamic behavior for the solute molecules is related to the corresponding structural properties.     

2,3-二甲基-5-(5′-十六烷基)苯磺酸钠油水界面聚集行为的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟方法研究了2,3-二甲基-5-(5′-十六烷基)苯磺酸钠(C16-5OXS)在油水界面聚集行为,考察了Ca2+对C16-5OXS分子聚集行为的影响。模拟结果表明,C16-5OXS分子可以在油水界面形成单分子层结构,加入的Ca2+会取代部分Na+与极性头基结合,不仅会使C16-5OXS分子的极性头基的水化作用增强,而且使C16-5OXS分子在油水界面处聚集的更加紧密。     

正烷醇在二氧化碳中无限稀释扩散的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究了298 K和10 MPa下,正烷醇(甲醇至正癸醇)在近临界二氧化碳中无限稀释扩散。结果表明,模拟得到的二氧化碳的扩散系数与相近条件下的文献值相近,因此,进一步预测了正烷醇的扩散系数。     

十二烷基苯磺酸钠气/液界面聚集行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法考察了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在气/液界面的聚集行为以及Ca~(2+)和Mg~(2+)对SDBS分子聚集行为的影响。研究结果表明SDBS分子可以在气/液界面形成紧密的单分子层界面膜,并且随着SDBS分子数的增加,界面膜的厚度增加;采用径向分布函数研究了SDBS分子与水分子间的相互作用,结果表明磺酸基和Na~+的静电作用要强于磺酸基和水中氢原子的氢键作用,加入的Ca~(2+)和Mg~(2+)使SDBS分子中磺酸基氧原子和水中氢原子之间的相互作用减弱,说明表面活性剂SDBS抗二价离子能力较差。     

分子动力学模拟Ca~(2+)对SB12-3/SDBS复配体系在油/水界面聚集行为的影响

采用分子动力学模拟方法对十二烷基磺丙基甜菜碱(SB12-3)/十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂复配体系在油/水界面的聚集行为进行了考察,在分子水平上讨论了Ca~(2+)对SB12-3/SDBS表面活性剂复配体系性质的影响。模拟结果表明:SB12-3与SDBS的物质的量之比为4∶6时两者的协同增效作用最好。Ca~(2+)加入后可以取代油/水界面处Na~+的位置,压缩SB12-3和SDBS的极性头基使两者在油/水界面排布得更紧密。径向分布函数计算结果表明:Ca~(2+)存在时SB12-3和SDBS中的—SO_3~-与水分子的相互作用更强,Na~+更加靠近SB12-3的—SO_3~-,使其扩散双电层被压缩;同时,SB12-3和SDBS的溶剂可及面积明显减小,使两者在界面排布得更紧密。通过计算疏水尾链序参数以及SB12-3和SDBS的极性头基与疏水尾链之间的角度,发现Ca~(2+)可以使SB12-3和SDBS的疏水尾链与油相的相互作用增强,降低油/水界面张力。     

正十二烷-甲苯-苯酚三元体系液液相平衡数据的测定与关联

为获得研究中低温煤焦油典型组分之间的溶解特性以及指导煤焦油中酚类化合物提取所需的基础数据,在常压下测定了正十二烷-甲苯-苯酚三元体系在303.15、323.15和353.15 K时的液液相平衡数据,得到该体系三元相图。采用Othmer-Tobias方程对不同温度下的相平衡数据进行可靠性检验,相关性系数在0.992以上,表明实验数据可靠性较好,选取NRTL和UNIQUAC模型对所得液液平衡数据进行关联,获得了不同温度下模型参数,计算值与实验值比较表明:NTRL和UNIQUAC模型的计算值与实验值吻合良好,其相对均方根偏差均在1%以内。