当前位置:主页 > 科技论文 > 化工论文 >

流体在聚偏氟乙烯纳米通道内的分子动力学模拟研究

发布时间:2018-03-18 08:16

  本文选题:聚偏氟乙烯(PVDF) 切入点:纳米通道 出处:《天津工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:聚偏氟乙烯(PVDF),具有良好的化学稳定性、耐热性、机械稳定性,是一种性能优良的新型聚合物膜材料。对PVDF进行亲水化改性,提高材料的抗污染能力是膜科学领域的热点问题。然而,从理论上解释膜材料表面微观结构同膜亲水性、抗污染能力间的关联机制,仍有待研究。随着科技的发展与计算机应用领域的扩大,将传统实验应用于计算机中模拟已成为趋势,既能减少不必要的资源浪费,又能否定一部分不合理的实验猜想,在模拟过程中达到预期目的。本文采用分子动力学模拟方法,建立PVDF模型,并针对其性能,对流体在纳米级别的PVDF膜通道内的运动过程进行了计算研究。采用纳米通道模型,模拟流体在PVDF纳米通道内的运动,有利于研究流体流动的表面效应,研究流体在纳米通道内的表面亲润性、非对称通道内的运动规律、流体的运动特性以及膜表面性质改变对流体的影响。本文利用Material Studio 6.0软件Dmol3模块建立PVDF晶体模型并对其几何结构进行优化处理。随后结合文献建立力场参数,升高温度对PVDF膜进行烧结处理,再通过逐步降温得到熔融态的膜通道体系。通过LAMMPS软件进行分子动力学模拟,结果表明:熔融态的PVDF膜表面流体分子分布更均匀,并且亲水性得到改善;甲醇溶液与水溶液对膜表面性质的影响不明显;不同孔径的PVDF纳米通道对溶液分子在孔道的分布有一定的影响,孔径增大,孔径对流体的抑制作用就会降低,溶液分子分布越易趋于均匀。
[Abstract]:Polyvinylidene fluoride (PVDF) has good chemical stability, heat resistance and mechanical stability. It is a new type of polymer membrane material with excellent properties. It is a hot issue in the field of membrane science to improve the anti-fouling ability of materials. However, the correlation mechanism between the surface microstructure of membrane materials and membrane hydrophilicity and anti-fouling ability is theoretically explained. With the development of science and technology and the expansion of computer application field, it has become a trend to apply traditional experiments to computer simulation, which can not only reduce unnecessary waste of resources, but also negate some unreasonable experimental conjectures. In this paper, the PVDF model is established by using molecular dynamics simulation method, and the motion process of fluid in PVDF film channel at nanometer level is calculated and studied according to its performance. Simulating the movement of fluid in PVDF nanochannel is beneficial to study the surface effect of fluid flow, the surface hydrophilicity of fluid in the nanochannel, and the motion law in asymmetric channel. In this paper, Material Studio 6.0 Dmol3 module is used to establish the PVDF crystal model and optimize its geometric structure. Then, the force field parameters are established in combination with the literature. The PVDF membrane was sintered by increasing the temperature, and then the melt channel system was obtained by decreasing the temperature step by step. The molecular dynamics simulation was carried out by LAMMPS software. The results showed that the fluid molecules on the surface of the PVDF film in the molten state distributed more evenly. The hydrophilicity was improved, the effect of methanol solution and aqueous solution on the surface properties of the membrane was not obvious, and the distribution of solution molecules in the channel was influenced by different pore sizes of PVDF nanochannels, and the pore size was increased. The inhibition of pore size on the fluid will be reduced, and the distribution of solution molecules tends to be uniform.
【学位授予单位】:天津工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ051.893

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王丽,边秀房,李辉;金属Cu液固转变及晶体生长的分子动力学模拟[J];物理化学学报;2000年09期

2 滕智津,韩振为;分子动力学模拟在蛋白质固体表面吸附构象转变中的应用[J];化学工业与工程;2005年03期

3 黄金保;刘朝;江德正;;分子动力学模拟在聚合物热解中的应用[J];功能高分子学报;2009年01期

4 马云霞;赵慧霞;杨晓峰;;分子动力学模拟的基本步骤及误差分析[J];硅谷;2012年03期

5 吴方棣;郑辉东;刘俊劭;郑细鸣;;分子动力学模拟在化工中的应用进展[J];重庆理工大学学报(自然科学);2013年10期

6 徐英武,王存新,施蕴渝;环孢霉素A分子的随机动力学模拟[J];中国科学(B辑 化学 生命科学 地学);1993年07期

7 王慧娟;陈成;邓联文;江建军;;硅晶体中点缺陷结合过程的分子动力学模拟[J];材料科学与工程学报;2007年02期

8 刘倩;岳红;张慧军;庄昌清;;聚合物共混相容性分子动力学模拟进展[J];材料开发与应用;2011年03期

9 岳雅娟;刘清芝;伍联营;胡仰栋;;有机分子在聚乙烯膜中扩散过程的分子动力学模拟[J];化工学报;2012年01期

10 罗彬宾;李祥;陈云飞;;超薄水膜剪切流的分子动力学模拟[J];机械工程学报;2007年09期

相关会议论文 前10条

1 黄庆生;吴洪明;吴建华;;用纳米孔道测定蛋白质序列的分子动力学模拟[A];第八届全国生物力学学术会议论文集[C];2006年

2 岳红伟;王艳;陈光巨;;不同的识别剂、剪切剂对接到DNA上的动力学模拟比较[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年

3 言天英;高学平;Gregory A.Voth;;分子动力学模拟离子液体的结构与动力学性质[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年

4 黄世萍;;分子筛中烷烃的甲基旋转动力学:分子动力学模拟研究[A];中国化学会第26届学术年会理论化学方法和应用分会场论文集[C];2008年

5 田国才;华一新;;分子动力学模拟研究离子液体中水分子的光谱和动力学[A];中国化学会第26届学术年会理论化学方法和应用分会场论文集[C];2008年

6 王后芳;雷鸣;;小分子抑制剂与甲状腺结合前清蛋白对接,分子动力学模拟及结合自由能计算研究[A];中国化学会第26届学术年会化学信息学与化学计量学分会场论文集[C];2008年

7 张辉;李全伟;李英;李志强;;泡沫液膜的分子动力学模拟及泡沫析液机制的研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

8 徐爱进;周哲玮;胡国辉;;固体平板上超薄水膜润湿过程的分子动力学模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

9 张继伟;卞富永;施国军;徐四川;;多巴胺在细胞膜中扩散和透过分子动力学模拟研究[A];第八届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2013年

10 赵克杰;陈常青;;铜单晶中纳米孔洞生长尺度效应的分子动力学模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年

相关重要报纸文章 前2条

1 ;曙光超级计算机缩短病毒研究时间[N];中国电子报;2006年

2 记者 耿挺;铝如何对人体造成伤害[N];上海科技报;2014年

相关博士学位论文 前10条

1 张云安;微尺度下单晶硅疲劳失效机理的分子动力学模拟研究[D];国防科学技术大学;2014年

2 于华;蛋白质—肽相互作用的分子动力学模拟研究[D];浙江大学;2015年

3 张仕通;层状复合金属氢氧化物理论模拟分子力场的建立及其结构拓扑转变研究[D];北京化工大学;2015年

4 冯婷婷;几种重要疾病蛋白和抑制剂相互作用机理的分子动力学模拟研究[D];中国科学技术大学;2015年

5 郑耀庭;金属表面初期氧化行为的原位拉曼实验及分子动力学模拟[D];华东理工大学;2015年

6 刘金峰;发展和应用分块的量子化学方法进行生物大分子性质计算和动力学模拟[D];华东师范大学;2016年

7 马义丁;拥挤环境下的高分子扩散动力学[D];中国科学技术大学;2016年

8 杨光;微纳电化学葡萄糖生物传感器的分子动力学模拟研究[D];浙江大学;2017年

9 张艳军;埃博拉病毒VP35与抑制剂、碳纳米管和dsRNA作用模式及机理的分子动力学模拟研究[D];中国科学技术大学;2017年

10 邹丽云;光甘草定与转甲状腺素蛋白野生型及V30A突变体相互作用的多种分子动力学模拟研究[D];吉林大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 代春月;白细胞介素IL-8及受体CXCR1的分子动力学模拟[D];华南理工大学;2015年

2 王正;RO/R_2O-Al_2O_3-SiO_2熔体粘度特性的分子动力学模拟[D];山东建筑大学;2015年

3 钟建峰;抑杂剂与离子型稀土矿中铝杂质相互作用的分子动力学模拟分析[D];江西理工大学;2015年

4 相敏;金属熔体特征温度的分子动力学模拟[D];西安工业大学;2015年

5 胡立梅;蛋白质在材料表面吸附的分子动力学模拟[D];山东大学;2015年

6 赵智博;两种与癌症相关的酶的结构与活性的分子模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 黎迪晖;水碱浸泡条件下环氧树脂的性能演化与分子动力学模拟[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 郭子凤;碲基材料热导率的分子动力学模拟[D];广西大学;2015年

9 李晶晶;服饰皮革材料热稳定性的分子动力学模拟研究[D];武汉纺织大学;2015年

10 侯银菊;铝熔化各向异性的分子动力学模拟[D];山西大学;2014年



本文编号:1628736

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/1628736.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户1e38d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com