基于分子動力學(xué)理論的地聚合物微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及界面吸附特性研究
發(fā)布時間：2022-01-01 17:46
地聚合物是一種低能耗、低碳環(huán)保的建筑材料,具有優(yōu)良的耐酸堿腐蝕、耐高溫、耐火性能和良好的機械性能,已成為建筑材料和固核固廢材料領(lǐng)域的研究熱點。水化硅鋁酸鈉（NASH）凝膠是地聚合物的主要粘結(jié)相,它決定了地聚合物的力學(xué)性能、耐久性能和固廢能力。但是由于NASH凝膠的無定形性,分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,其基礎(chǔ)研究尚不完善。本文主要采用分子動力學(xué)方法,構(gòu)建NASH凝膠分子結(jié)構(gòu)模型,并將該模型推廣應(yīng)用于NASH凝膠力學(xué)性能及界面吸附特性研究,本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）通過高溫淬火模擬和巨正則系綜蒙特卡羅方法構(gòu)建了不同Na/Al比的NASH凝膠分子結(jié)構(gòu)模型,并分析了NASH凝膠的微結(jié)構(gòu)特征。NASH凝膠在納米尺度上具有無規(guī)則的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),硅元素和鋁元素通過橋接氧原子相連接并形成以四面體為主要結(jié)構(gòu)的硅鋁骨架。NASH凝膠中的鈉離子主要與硅氧四面體或鋁氧四面體中的氧原子和羥基形成4～7個配位。鈉離子分布在硅鋁酸鹽骨架空腔內(nèi),起到了電荷平衡的作用。隨著Na/Al比的增加,硅鋁骨架周圍的鈉離子增多,過多的鈉離子使NASH凝膠由完整的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楹胁糠秩毕莸姆种ЫY(jié)構(gòu)。NASH凝膠中的水分子存在兩種形式,...
【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
周期性邊界條件的二維示意圖
青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文9性的物理量，通過偶極矩可以探究結(jié)構(gòu)界面與水分子之間的關(guān)系。配位數(shù)通過統(tǒng)計表征原子或離子周圍的其他原子或離子數(shù)目，可以達(dá)到探究局部結(jié)構(gòu)的目的。偶極角是用來探究界面附近水分子取向的參量，利用偶極角可以研究界面對水分子的影響。如圖2.2所示，向量Vn垂直于基板，向量Vd是水分子中兩個氫氧鍵夾角角平分線方向的向量，Φd被定義為偶極角，它是向量Vn與向量Vd的夾角。圖2.2偶極角取向示意圖徑向分布函數(shù)的物理意義為系統(tǒng)的區(qū)域密度與平均密度的比，如圖2.3所示，定義徑向分布函數(shù)g(r)為：g(r)=dNρ4πr2dr（2-5）式中，ρ為系統(tǒng)的密度，N為系統(tǒng)的分子數(shù)目。RDF峰值的大小以及寬度可以反應(yīng)出不同原子或離子之間的空間相關(guān)性。圖2.3徑向分布函數(shù)示意圖氫鍵分布定量的描述了水分子之間以及水分子與結(jié)構(gòu)界面的相互作用。如圖2.4所示，氫鍵的形成滿足兩個條件：不同分子的O原子與H原子之間的距離小于2.45；O-O-H（受體中的O-供體中的O-供體中的H）的角度小于30°[62-64]。如果這兩個條件都滿
青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文9性的物理量，通過偶極矩可以探究結(jié)構(gòu)界面與水分子之間的關(guān)系。配位數(shù)通過統(tǒng)計表征原子或離子周圍的其他原子或離子數(shù)目，可以達(dá)到探究局部結(jié)構(gòu)的目的。偶極角是用來探究界面附近水分子取向的參量，利用偶極角可以研究界面對水分子的影響。如圖2.2所示，向量Vn垂直于基板，向量Vd是水分子中兩個氫氧鍵夾角角平分線方向的向量，Φd被定義為偶極角，它是向量Vn與向量Vd的夾角。圖2.2偶極角取向示意圖徑向分布函數(shù)的物理意義為系統(tǒng)的區(qū)域密度與平均密度的比，如圖2.3所示，定義徑向分布函數(shù)g(r)為：g(r)=dNρ4πr2dr（2-5）式中，ρ為系統(tǒng)的密度，N為系統(tǒng)的分子數(shù)目。RDF峰值的大小以及寬度可以反應(yīng)出不同原子或離子之間的空間相關(guān)性。圖2.3徑向分布函數(shù)示意圖氫鍵分布定量的描述了水分子之間以及水分子與結(jié)構(gòu)界面的相互作用。如圖2.4所示，氫鍵的形成滿足兩個條件：不同分子的O原子與H原子之間的距離小于2.45；O-O-H（受體中的O-供體中的O-供體中的H）的角度小于30°[62-64]。如果這兩個條件都滿
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]地聚合物膠凝材料縮聚反應(yīng)的第一性原理研究[J]. 段建霞,李軍,盧忠遠(yuǎn),廖其龍. 人工晶體學(xué)報. 2014(09)
[2]地聚合物膠凝材料的組成設(shè)計和結(jié)構(gòu)特征[J]. 張云升,孫偉,李宗津. 硅酸鹽學(xué)報. 2008(S1)
[3]用IR探索地聚合物水泥硬化產(chǎn)物的組成和結(jié)構(gòu)[J]. 張云升,孫偉,賈艷濤,金祖權(quán). 武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2005(11)
本文編號：3562528
【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
周期性邊界條件的二維示意圖
青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文9性的物理量，通過偶極矩可以探究結(jié)構(gòu)界面與水分子之間的關(guān)系。配位數(shù)通過統(tǒng)計表征原子或離子周圍的其他原子或離子數(shù)目，可以達(dá)到探究局部結(jié)構(gòu)的目的。偶極角是用來探究界面附近水分子取向的參量，利用偶極角可以研究界面對水分子的影響。如圖2.2所示，向量Vn垂直于基板，向量Vd是水分子中兩個氫氧鍵夾角角平分線方向的向量，Φd被定義為偶極角，它是向量Vn與向量Vd的夾角。圖2.2偶極角取向示意圖徑向分布函數(shù)的物理意義為系統(tǒng)的區(qū)域密度與平均密度的比，如圖2.3所示，定義徑向分布函數(shù)g(r)為：g(r)=dNρ4πr2dr（2-5）式中，ρ為系統(tǒng)的密度，N為系統(tǒng)的分子數(shù)目。RDF峰值的大小以及寬度可以反應(yīng)出不同原子或離子之間的空間相關(guān)性。圖2.3徑向分布函數(shù)示意圖氫鍵分布定量的描述了水分子之間以及水分子與結(jié)構(gòu)界面的相互作用。如圖2.4所示，氫鍵的形成滿足兩個條件：不同分子的O原子與H原子之間的距離小于2.45；O-O-H（受體中的O-供體中的O-供體中的H）的角度小于30°[62-64]。如果這兩個條件都滿
青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文9性的物理量，通過偶極矩可以探究結(jié)構(gòu)界面與水分子之間的關(guān)系。配位數(shù)通過統(tǒng)計表征原子或離子周圍的其他原子或離子數(shù)目，可以達(dá)到探究局部結(jié)構(gòu)的目的。偶極角是用來探究界面附近水分子取向的參量，利用偶極角可以研究界面對水分子的影響。如圖2.2所示，向量Vn垂直于基板，向量Vd是水分子中兩個氫氧鍵夾角角平分線方向的向量，Φd被定義為偶極角，它是向量Vn與向量Vd的夾角。圖2.2偶極角取向示意圖徑向分布函數(shù)的物理意義為系統(tǒng)的區(qū)域密度與平均密度的比，如圖2.3所示，定義徑向分布函數(shù)g(r)為：g(r)=dNρ4πr2dr（2-5）式中，ρ為系統(tǒng)的密度，N為系統(tǒng)的分子數(shù)目。RDF峰值的大小以及寬度可以反應(yīng)出不同原子或離子之間的空間相關(guān)性。圖2.3徑向分布函數(shù)示意圖氫鍵分布定量的描述了水分子之間以及水分子與結(jié)構(gòu)界面的相互作用。如圖2.4所示，氫鍵的形成滿足兩個條件：不同分子的O原子與H原子之間的距離小于2.45；O-O-H（受體中的O-供體中的O-供體中的H）的角度小于30°[62-64]。如果這兩個條件都滿
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]地聚合物膠凝材料縮聚反應(yīng)的第一性原理研究[J]. 段建霞,李軍,盧忠遠(yuǎn),廖其龍. 人工晶體學(xué)報. 2014(09)
[2]地聚合物膠凝材料的組成設(shè)計和結(jié)構(gòu)特征[J]. 張云升,孫偉,李宗津. 硅酸鹽學(xué)報. 2008(S1)
[3]用IR探索地聚合物水泥硬化產(chǎn)物的組成和結(jié)構(gòu)[J]. 張云升,孫偉,賈艷濤,金祖權(quán). 武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2005(11)
本文編號：3562528
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