球腔内氢键流体的压力张量及其应用

发布时间：2020-10-11 09:12

　　 本文选取球形纳米腔中的氢键(HB)流体为研究对象,运用统计力学原理和经典流体的密度泛函理论研究了受限于球腔内的A_aD_d型氢键流体的压力张量、流体与腔壁间的封装能以及表面张力。首先,运用统计力学原理导出粒子间仅依赖于粒子质心间距的氢键作用势函数。然后采用经典流体的密度泛函理论分别获得开放和封闭球腔中氢键流体的平衡密度分布,进而推导出受限流体的压力张量。在此基础上,计算了氢键流体与腔壁间的封装能和表面张力。最后,对受限氢键流体的压力张量、与腔壁间的封装能以及表面张力的具体影响因素(氢键强度、氢键官能度、体相密度或平均密度和球腔半径)进行讨论,并对比了开放和封闭球腔中在各种因素影响下流体的相关物理性质。本文旨在为进一步揭示受限流体的聚集态结构和相关物理化学性质提供可能的理论线索,各章主要内容如下:第1章:绪论。简单介绍了本文的研究背景、受限流体的相关物理量以及密度泛函理论的发展历程,并对本文的主要研究内容予以说明。第2章:开放体系中A_aD_d型氢键流体的压力张量。概述了本文研究的理论模型。首先用角度平均的方法得出分子间仅依赖于质心间距的氢键相互作用,并运用经典流体的密度泛函理论获得氢键流体的平衡密度分布,进而推导出氢键流体的压力张量,然后计算出氢键流体与腔壁间的封装能以及表面张力。最后,对受限氢键流体的压力张量、与腔壁间的封装能以及表面张力的影响因素做了探讨。第3章:封闭体系中A_aD_d型氢键流体的压力张量。根据封闭球腔的密度泛函理论,计算出封闭球腔中氢键流体的压力分布、与腔壁间的封装能以及表面张力。在此基础上,对三种影响因素进行具体的讨论,进而对比了开放球腔和封闭球腔中氢键流体相关物理性质的差异。第4章:结论与展望。总结了本文的研究结果,并对相关领域的研究前景简单说明。
【学位单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O641.3
【部分图文】：

图 1.1 水分子之间的氢键结构示意图tic picture of hydrogen bonding(HB) structure betwee依赖于分子间距，也取决于质子给体和质子相互作用要的相互作用为氢键作用，其形成主要依赖

角度平均方法示意图

图 2.1 球腔中受限氢键流体的示意图Fig. 2.1 Schematic picture of a hydrogen bonding(HB) fluid confined in a spherical cavity放体系的密度泛函理论流体的密度泛函理论作为一种计算受限流体结构及热力学性质的理论方法
【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 顾芳;王海军;付东;;A_aD_d型氢键流体的统计理论(V):球形微腔中的相平衡[J];中国科学:化学;2013年01期

2 顾芳;王海军;齐子玉;;A_aD_d型氢键流体的统计理论(Ⅳ):胶体粒子间的耗尽势[J];中国科学:化学;2012年07期

3 王海军;;A_aD_d型氢键流体的统计理论(Ⅲ):状态方程和涨落效应[J];中国科学(B辑 化学);2006年05期

4 王海军;;A_aD_d型氢键流体的统计理论(Ⅰ):几何相变[J];中国科学(B辑 化学);2006年03期

本文编号：2836387