【摘要】：采用分子動力學的方法,進行了在不同高壓電場作用下,甲醛分子在纖維素Iβ中擴散運動的模擬。結果表明:當電場強度從0增大到109 V·m~(-1)時,擴散系數(shù)由5.64×10-10 m~2·s~(-1)增大到7.768×10-10 m~2·s~(-1),增大了約38%,說明高壓靜電場加強了甲醛分子在纖維素Iβ中的擴散運動,提高了擴散系數(shù);電場強度能有限增強纖維素鏈的整體移動,并不會破壞纖維素的穩(wěn)定性;高壓靜電場的施加,改變了甲醛分子與纖維素Iβ相互作用,提高了靜電作用、范德華作用和總相互作用。
【圖文】：

擬纖維素Ｉβ中甲醛的擴散運動，探究纖維素Ｉβ與甲醛分子的作用機理，研究電場對擴散過程的影響，為研發(fā)建材內(nèi)有機揮發(fā)物的新型脫除方法提供理論支撐。１建模及動力學模擬１．１建立模型纖維素Ｉβ晶胞參數(shù)來自Ｎｉｓｈｉｙａｍａ等［１１］給出的實驗數(shù)據(jù)，具體參數(shù)為：ａ＝７．７８４，ｂ＝８．２０１，ｃ＝１０．３８，γ＝９６．５°�？臻g群：Ｐ２１。本文采用分子模擬軟件ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｔｕｄｉｏ６．０進行纖維素Ｉβ晶胞的建模，模型見圖１，其中包括４條角鏈和１條中心鏈。以圖１晶胞為基礎，取纖維素Ｉβ的５條鏈，，每條鏈包括６個晶胞單元，目標密度為１．５ｇ·ｃｍ－３［１２］，采用ＡｍｏｒｐｈｏｕｓＣｅｌｌ模塊構建擴散模型，如圖２所示。１．２模擬設置分子動力學模擬過程中，力場的選擇至關重要。本文采用ＰＣＦＦ［１３］（ｐｏｌｙｍｅｒｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｆｏｒｃｅ圖１纖維素Ｉβ晶胞模型Ｆｉｇ．１ＭｏｄｅｌｏｆｕｎｉｔｃｅｌｌｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅＩβ圖２纖維素中甲醛擴散模型Ｆｉｇ．２Ｍｏｄｅｌｏｆｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｉｎｃｅｌｌｕｌｏｓｅｃｈａｉｎｓｆｉｅｌｄ）力場，該力場是對ＣＦＦ９１力場進行修改后所得，側(cè)重于多聚糖和碳水化合物之類的高分子和高分子材料的研究。該力場已被證實十分適合計算天然高分子材料等有機化合物。在分子動力學模擬前，需先對所構建的模型進行充分的結構弛豫平衡。先對模型采用Ｄｉｓｃｏｖｅｒ模塊的Ｍｉｎｉｍｉｚｅｒ功能，即能量最低優(yōu)化處理。再進行退

ｉｙａｍａ等［１１］給出的實驗數(shù)據(jù)，具體參數(shù)為：ａ＝７．７８４，ｂ＝８．２０１，ｃ＝１０．３８，γ＝９６．５°�？臻g群：Ｐ２１。本文采用分子模擬軟件ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｔｕｄｉｏ６．０進行纖維素Ｉβ晶胞的建模，模型見圖１，其中包括４條角鏈和１條中心鏈。以圖１晶胞為基礎，取纖維素Ｉβ的５條鏈，每條鏈包括６個晶胞單元，目標密度為１．５ｇ·ｃｍ－３［１２］，采用ＡｍｏｒｐｈｏｕｓＣｅｌｌ模塊構建擴散模型，如圖２所示。１．２模擬設置分子動力學模擬過程中，力場的選擇至關重要。本文采用ＰＣＦＦ［１３］（ｐｏｌｙｍｅｒｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｆｏｒｃｅ圖１纖維素Ｉβ晶胞模型Ｆｉｇ．１ＭｏｄｅｌｏｆｕｎｉｔｃｅｌｌｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅＩβ圖２纖維素中甲醛擴散模型Ｆｉｇ．２Ｍｏｄｅｌｏｆｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｉｎｃｅｌｌｕｌｏｓｅｃｈａｉｎｓｆｉｅｌｄ）力場，該力場是對ＣＦＦ９１力場進行修改后所得，側(cè)重于多聚糖和碳水化合物之類的高分子和高分子材料的研究。該力場已被證實十分適合計算天然高分子材料等有機化合物。在分子動力學模擬前，需先對所構建的模型進行充分的結構弛豫平衡。先對模型采用Ｄｉｓｃｏｖｅｒ模塊的Ｍｉｎｉｍｉｚｅｒ功能，即能量最低優(yōu)化處理。再進行退火處理，模擬退火的壓力為０．０００１ＧＰａ，初始溫度為３００Ｋ，每５０Ｋ升溫一次，直到最高溫度６００Ｋ，然后每５０Ｋ降溫一次，直到降為３００Ｋ，５次循環(huán)。整個模擬退火過程３５×１０４步。經(jīng)過這一系列的結構
【作者單位】： 東南大學;江蘇省太陽能技術重點實驗室(東南大學);
【基金】：國家自然科學基金項目(51276041) 東南大學優(yōu)秀博士學位論文培育基金項目(YBJJ1602)~~
【分類號】：O636.11

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本文編號：2526062