水分子与碳纳米材料相互作用的分子模拟研究：端口效应和结构形成
发布时间：2022-01-03 00:44
水在自然界中的意义是不言而喻的,几乎所有的生物都离不开它。水是结构相对简单的一种化合物,但是经过这么多年人类对其的探索与研究仍然无法彻底的了解和掌握水的性质。尤其是水在纳米尺度的受限环境下,如单壁碳纳米管、双层固体板之间、生物蛋白通道等。水分子在这些通道中,与宏观水的体相相比,表现出更加复杂的状态,运动情况也表现出新的行为等等,这些微观的运动行为及潜在的机理引起了人们广泛的兴趣。研究碳纳米管和其他形式的纳米孔通道结构对流体的高通量输送、选择性通过具有重要的实际意义和指导作用。这不仅对气体储存、离子筛分、水净化,药物载送等领域的孔通道开发设计有着不可估量的作用,而且对生物细胞膜的跨膜蛋白输送及机理有着重要的研究价值。但是由于碳纳米管的疏水性以及水分子中强烈的氢键网络结构使得水进入到管内十分困难,在管口处往往存在一个能垒即所谓的端口效应。此外水在受限的空间下,往往表现出异于体相的结构和性质,因此了解水在这些环境中的机制,对发展纳米流体等具有重要的指导意义。本文正是利用分子动力学模拟方法,从分子尺度上研究了水分子在纳米受限尺度下的状态及流动行为,进一步探究其存在的微观机理。具体的研究成果包括...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]化学气相沉积技术与材料制备[J]. 郭展郡. 低碳世界. 2017(27)
[2]扩散系数的分子动力学模拟[J]. 刘娟芳,曾丹苓,蔡智勇,高虹. 工程热物理学报. 2006(03)
博士论文
[1]水分子在碳纳米管中的分子动力学模拟[D]. 王禹.复旦大学 2012
硕士论文
[1]双壁碳纳米管通水阻盐性能的分子动力学模拟[D]. 谌庄琳.大连理工大学 2015
[2]氢化和氟化石墨烯材料的第一性原理研究[D]. 张琪瑛.烟台大学 2012
本文编号：3565214
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２石墨烯片卷曲成碳纳米管示意图⑴??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｓｈｅｅｔ?ｉｓ?ｃｕｒｌｅｄ?ｉｎｔｏ?ａ?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅ?ｄｉａｇｒａｍ［１］??１??
＇，０），??其中ａ＝０．１４２ｎｍ为Ｃ－Ｃ的键长。其手性矢量为ｐ＝ｎａｉ＋ｍａ２，如下图１－??６所不。因此根据ｎ，ｍ的值其可分为三类：扶手椅型（ａｒｍｃｈａｉｒ）、锯齿型（ｚｉｇｚａｇ）、手??性型（ｃｈｉｒａｌ）。??：．＇丄．．．．人’＇??＇ｒ，ｉＹｉ＾ｌ？ｙ＾ＴＶｒＷＹＳ??一、，■丫人人丫乂ｙ、人１?人人＂八，??、ｒ八】八＇．入、＇?Ｔ?Ａ、．ｆ，－，Ｓ入了人了，ｖ??，人人人人人丫又人、＊入＜?＇，、??／??＊?＊＾：?＊?＃？？?？＞?？Ｍｆ？?＊＊？?＊？－？?＊?＊．＊？?＊?＊■＊．＊?＊?Ｕｒｎ－ｍ?＃？？？．＊?？?＊＞？？?？？？＊．？（？?＊＂｛ｆｆ?Ｖ０Ｙ?＇２ｆＱＺＳｌＱ??＾?？’＾丫』广丫ｆ?＾丫、、、八Ｚ?人
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【参考文献】：
期刊论文
[1]化学气相沉积技术与材料制备[J]. 郭展郡. 低碳世界. 2017(27)
[2]扩散系数的分子动力学模拟[J]. 刘娟芳,曾丹苓,蔡智勇,高虹. 工程热物理学报. 2006(03)
博士论文
[1]水分子在碳纳米管中的分子动力学模拟[D]. 王禹.复旦大学 2012
硕士论文
[1]双壁碳纳米管通水阻盐性能的分子动力学模拟[D]. 谌庄琳.大连理工大学 2015
[2]氢化和氟化石墨烯材料的第一性原理研究[D]. 张琪瑛.烟台大学 2012
本文编号：3565214
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