發(fā)布時間：2017-08-24 01:36

  本文關(guān)鍵詞：納米孔道內(nèi)分子擴散性質(zhì)的分子動力學(xué)模擬

  更多相關(guān)文章： 分子動力學(xué)模擬 ITQ-3分子篩 碳納米管 擴散系數(shù)

【摘要】：當(dāng)今社會,隨著納米材料在工業(yè)領(lǐng)域的普及,受限在納米孔道內(nèi)的分子的相關(guān)性質(zhì)也逐漸開始成為人們研究的焦點,加之計算機科學(xué)的不斷進步使得分子動力學(xué)模擬方法也越來越容易實現(xiàn),因而本文在前人的基礎(chǔ)上,基于分子動力學(xué)模擬的方法,研究討論了受限在納米孔道內(nèi)的球形分子的擴散性質(zhì)。首先,本文采用分子動力學(xué)模擬方法,基于過渡態(tài)理論,模擬研究了受限在具有特殊孔道結(jié)構(gòu)的ITQ-3分子篩內(nèi)的Ar分子的擴散系數(shù)與溫度的依賴關(guān)系,模擬結(jié)果顯示,低負載的情況下,Ar在ITQ-3分子篩窄孔道內(nèi)的擴散系數(shù)與溫度的依賴關(guān)系符合著名的Arrheinius關(guān)系。接著討論了不同負載的SF_6在碳納米管的擴散行為,模擬發(fā)現(xiàn),在碳納米管中,隨著分子數(shù)的不斷增多,SF_6的擴散系數(shù)呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。另外,本文還模擬了不同組份的幾種球形分子在ITQ-3中的擴散行為,研究結(jié)果顯示:小分子Ar在Z方向的孔道的擴散系數(shù)隨附載量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的狀態(tài),而在Y方向上的寬孔道中則單調(diào)遞減。隨后又模擬了二元混合組份SF_6和CF_4在ITQ-3分子篩中的擴散行為,模擬結(jié)果與各自純組份SF_6和CF_4進行了對比,發(fā)現(xiàn)二元混合的SF_6和CF_4整體變化趨勢與其單組份保持一致,在Y方向的擴散系數(shù)都是隨著負載的增加而先增大后減小,但是二者之間還存在一種相互作用,使得在整個負載范圍內(nèi)擴散較快的CF_4的擴散系數(shù)比單組份的擴散系數(shù)相對小一些,而單組份時擴散相對緩慢的SF_6在二元混合中的擴散系數(shù)則相對增大。
【關(guān)鍵詞】：分子動力學(xué)模擬 ITQ-3分子篩 碳納米管 擴散系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O561
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 綜述9-12
• 1.1 課題的研究背景9
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 分子在碳納米管內(nèi)擴散的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 受限在分子篩中的分子的擴散的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 課題的主要內(nèi)容11-12
• 第二章 分子動力學(xué)模擬方法12-26
• 2.1 分子動力學(xué)模擬簡介12
• 2.2 分子動力學(xué)模擬的發(fā)展歷史12-13
• 2.3 分子動力學(xué)模擬的理論基礎(chǔ)13-19
• 2.3.1 基本原理13-14
• 2.3.2 相關(guān)算法14-17
• 2.3.3 分子間相互作用的勢能函數(shù)17-19
• 2.4 分子動力學(xué)模擬的基本步驟19-21
• 2.5 周期性邊界條件21-22
• 2.6 分子動力學(xué)模擬中的系綜22-24
• 2.6.1 正則系綜22-23
• 2.6.2 巨正則系綜23
• 2.6.3 微正則系綜23-24
• 2.7 分子動力學(xué)模擬的軟件24-25
• 2.8 分子動力學(xué)模擬在納米材料中的應(yīng)用25-26
• 第三章 分子在納米孔道的擴散性質(zhì)26-38
• 3.1 分子在納米孔道的擴散的意義26
• 3.2 分子篩26-32
• 3.2.1 分子篩的簡介26-27
• 3.2.2 分子篩的結(jié)構(gòu)及分類27-31
• 3.2.3 分子篩的性質(zhì)31-32
• 3.3 碳納米管32-33
• 3.3.1 碳納米管的簡介32
• 3.3.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)和分類32-33
• 3.4 擴散系數(shù)的基礎(chǔ)理論33-38
• 3.4.1 擴散的定義及分類33-34
• 3.4.2 擴散系數(shù)的計算34-36
• 3.4.3 氣體的擴散系數(shù)36-38
• 第四章 6Ar、SF在納米孔道擴散的分子動力學(xué)模擬38-45
• 4.1 前言38
• 4.2 Ar在ITQ-3 分子篩中擴散行為的分子動力學(xué)模擬38-43
• 4.2.1 球形分子在ITQ-3 分子篩中擴散的過渡態(tài)理論模型38-40
• 4.2.2 ITQ-3 分子篩的結(jié)構(gòu)參數(shù)40-41
• 4.2.3 模擬方法與結(jié)果討論41-43
• 4.4 分子動力學(xué)模擬6SF在（8，，8）碳納米管中的擴散行為43-45
• 4.4.1 模擬方法和細節(jié)43
• 4.4.2 結(jié)果與討論43-45
• 第五章 二元混合分子在ITQ-3 分子篩中的擴散性質(zhì)45-49
• 5.1 純組分分子在ITQ-3 分子篩中的擴散性質(zhì)45-47
• 5.2 二元混合組分分子在ITQ-3 分子篩中的擴散性質(zhì)47-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-51
• 6.1 全文總結(jié)49-50
• 6.2 展望50-51
• 參考文獻51-55
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表論文55-56
• 致謝56-57

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