一、分子间作用能的计算与分配（论文文献综述）
徐颖[1]（2021）在《基于氢键机理的咪唑型ILs萃取分离含醇体系共沸物及工艺优化》文中研究说明在精细化工及制药生产过程中会产生含低碳醇、烷、醚的多组分复杂混合物,上述组分间常存在共沸现象,使其分离过程颇具挑战。离子液体是一种极具潜力的萃取剂,具有稳定性高、溶解能力好、可设计性等优点,引起研究者的广泛关注。本文采用分子模拟计算分子间氢键相互作用并利用液液相平衡实验测定分配系数和选择性来确定适用于环己烷-叔丁醇、异丙醚-异丙醇和正庚烷-正丙醇含低碳醇共沸体系分离的咪唑类离子液体（ILs）萃取剂并建立分离含低碳醇共沸体系的液液萃取工艺。对萃取过程中离子液体与待分离共沸物组分间的分子间相互作用机理进行了研究,基于COSMO-SAC模型计算咪唑类ILs与含低碳醇共沸体系的σ谱图数据组,分析咪唑类ILs与被萃取物质之间的氢键分布;同时基于量子化学计算,计算咪唑类ILs与被萃取物质之间总电荷密度、差分电荷密度、相互作用能、约化密度梯度函数、静电势和氢键键长,确定分离环己烷-叔丁醇、异丙醚-异丙醇和正庚烷-正丙醇的最优萃取剂分别为[BMIM][NTF2]、[EMIM][DCA]和[DMIM][MP]。通过液液相平衡实验验证最优萃取剂。在298.15 K和1 atm下,测定环己烷/叔丁醇/咪唑类ILs（[BMIM][NTF2]、[BMIM][HSO4]、[BMIM][OTF]）和异丙醚/异丙醇/咪唑类ILs（[BMIM][OTF]、[EMIM][OTF]、[EMIM][DCA]）体系的液液相平衡实验数据,采用NRTL和UNIQUAC模型回归数据得到组分间二元交互作用参数,计算值与实验值的均方根误差（rmsd）均小于0.02,实验数据通过一致性检验。计算咪唑类ILs的选择性和分配系数,[BMIM][NTF2]作为萃取剂分离环己烷/叔丁醇体系效果最好,选择性和分配系数分别为11.8772和2.2470;[EMIM][DCA]作为萃取剂分离异丙醚/异丙醇体系的效果最好,选择性和分配系数分别为15.0774和2.0355。基于回归的NRTL二元交互作用参数,以最小总年度成本为目标对液液萃取过程进行模拟与优化。分离8000吨/年环己烷/叔丁醇体系最小总年度成本为1.118×105美元/年;分离8000吨/年异丙醚/异丙醇体系最小总年度成本为1.265×105美元/年。
张万祥[2]（2021）在《离子液体与低共熔溶剂在碳捕集与低碳醇分离过程的分子模拟》文中提出离子液体（ILs）作为一种新型溶剂,具有挥发性低和结构可调等优点,近年来广泛应用于绿色合成、气体吸收和分离等领域。由于离子液体的阴-阳离子以及低共熔溶剂（DESs）的氢键供体-受体组合繁冗,导致其在气体吸收与萃取分离过程中的效果差异较大,通过分子动力学模拟（MD）与实验、流程模拟、生命周期评价等多种研究手段多尺度结合对碳捕集与低碳醇分离过程中的扩散性质及聚集行为展开研究具有重要意义。采用量子化学和分子动力学模拟方法考察CO2和H2S等酸性气体在咪唑基ILs中的结构和动力学特性,并对乙醇胺基DES氢键供受体及两者摩尔比的组合设计。模拟ILs密度与实验密度的偏差小于5%,验证了力场参数及分析结果的准确性。计算动力学平衡后的不同分子间总非键相互作用力、径向分布函数与空间分布函数,相互作用能结果表明,Ch Cl:MEA（1:6）与CO2间总非键相互作用力为-3674.88 k J·mol-1,高于Ch Cl:MEA（1:7）、Ch Cl:MEA（1:8）,且MEA与CO2间总非键相互作用力占DES总体的76.87%,与工业中常用吸收剂10%MEA相比提升约4.2倍。动力学分析结果表明,Ch Cl:MEA（1:6）中两种不同的MEA分子通过NH2/NH2、NH2/OH和OH/OH基团间的氢键直接相互作用,CO2分布MEA周围无Ch Cl的空隙中,Ch Cl:MEA（1:6）在吸收前后结构几乎没有改变。综合考虑温度、粘度及溶剂成本,建议工业中使用10%的Ch Cl:MEA（1:6）。扩散系数顺序为:MDEA<[BMIM][PF6]<[BMIM][BF4]<[HMIM][TF2N]<[BMIM][TF2N]<[EMIM][TF2N]。综合考虑离子液体粘度、热容、毒性,由于[EMIM]+在低温下容易结晶,增加温度控制的成本,选择[BMIM][TF2N]作为吸收剂。采用生命周期评价方法评估咪唑型ILs脱除酸性气体新工艺实际减少的碳排放和增加的能源消耗。对三种离子液体碳脱除与存储流程溶剂生产和使用阶段的生命周期环境分析对比表明,基础原料的制备过程中废弃化合物排放占全生命周期的90%,改进后工艺对环境的影响仅为基础工艺的33-36%,余热回收的碳捕集与存储工艺生命周期CO2排放量仅为2.03 kg CO2 eq/t。使用CML2000方法对CCS-IL过程的GWP、ADP、ODP、HTP、AP、EP、POCP、FAETP、TETP九个类别环境影响进行分析,除ADP外,其他环境影响指标均是Li NTf2占主要部分,生产阴离子前体的输入能量是阳离子前体的15倍,生产阴离子是造成环境负担的主要原因。采用相平衡计算、分子动力学模拟、流程模拟结合的方法实现咪唑型ILs绿色高效分离低碳醇共沸物。温度、压力、阴阳离子类型等预测变量对CO2溶解度影响趋势与实验报道相吻合,温度从25℃升高到60℃,萃取效率显着降低,室温效率高有利于工艺的节能降耗,且IL的萃取能力不受初始低碳醇浓度的影响,使IL可以应用于更广泛的低碳醇分离。以[BMIM][HSO4]作为萃取剂分离低碳醇工艺最低年总成本相比传统工艺低17.31%,GWP和EP分别降低了86.1%和85.0%,具有良好的可持续发展优势。
周少渊[3]（2021）在《组合QM/MM方法在计算脱羧反应的溶剂效应及水溶液和蛋白中二硫键交换反应机理中的应用》文中进行了进一步梳理有机羧酸的脱羧广泛应用于石油、化工、生物等领域。在近几十年中,脱羧反应机制已经成为有机化学研究的热点。在有机化学的降解和合成过程中,以及在生物化学的酶促反应过程中脱羧反应频繁发生,以及使用脱羧反应来说明溶液中反应动力学的基本原理,足以说明脱羧反应的重要性。有机化学家们很早就意识到了脱羧的价值,并将其作为分子降解和合成的标准方法。同时,物理化学家们研究了溶液中有机酸的脱羧速率,并将结果用于单分子反应理论,结合有机方法和物理方法来阐明热脱羧的机理。实验方面已经有了大量的关于脱羧反应热力学和动力学机理的数据,然而微观方面,不同溶剂和反应条件对脱羧机制的影响以及机理的物理本质则需要理论计算化学家们的辅助。通过理论计算探究影响脱羧反应及其逆反应-二氧化碳捕集速率的取代基效应,溶剂效应和酶效应等,有助于实验化学家们摸索出促进脱羧反应的实验条件,材料化学家们设计新型的用于温室气体捕集的材料,以及酶化学家们揭示酶催化机制。二硫键的形成对无序蛋白的正确折叠起着重要的作用,不正确配对的半胱氨酸会导致分泌蛋白的非原生态折叠,导致生物功能紊乱。因此有必要研究酶中的二硫键形成乃至正确折叠的机制。二硫键形成主要的机制是去质子的半胱氨酸和二硫键的交换,该反应是“非典型”的SN2机制。为了氧化分泌蛋白中的二硫键,使其正确折叠,原核细胞主要靠Dsb蛋白协同完成整个循环,真核细胞主要靠PDI蛋白协同完成。其中,原核细胞中,各Dsb蛋白合作密切,氧化路径负责无选择性的引入二硫键,异构化路径负责纠错,分别传输到最终电子受体。该细胞体中二硫键的传递已经被研究了很多年,机理已经较为明确,由于细胞体之间的很多机制类似,研究该机理有助于对真核细胞中二硫键传递机理的理解。1.双精度QM/MM模拟探究水溶液中的脱羧反应及伴随的溶剂效应二氧化碳的捕集,对应于有机酸脱羧反应的逆反应,二氧化碳的重组过程。该过程在气相中通常是无能垒的,在非质子溶剂中的能垒相对较低。然而,水溶液会诱导出很高的二氧化碳重组能垒,且由于脱羧产物碳负离子的强碱性,在水溶液中极易质子化。溶质的固有反应性和溶质-溶剂相互作用在决定整个脱羧反应的平衡和反应自由能垒方面都起着关键的作用。了解这些因素之间的相互作用,对于设计应用于温室气体捕集与封存的新型材料,以及揭示一系列羧酸酶在生物体内催化二氧化碳的排放机制具有重要意义。本文通过双精度的组合QM/MM模拟,研究了一系列速率常数数值范围跨越近30个数量级的有机脱羧反应,以阐明水溶液中溶剂诱导的自由能垒以及脱羧反应逆反应-羧化反应的内在机制。2.脱羧反应及其逆反应-二氧化碳的捕集过程在二甲基甲酰胺有机溶剂和水溶液中溶剂效应的差异在水溶液中,生物脱羧反应不可逆的进行,而逆向的羧化反应通常由ATP的水解提供动力。最近报道的环取代的芳香乙酸盐与在极性非质子溶剂中跟同位素标记的CO2发生羧化交换,反应途径的分配跟水溶液中相比,发生了巨大的变化。然而,几乎没有碳负离子质子化以及捕集二氧化碳的热力学和动力学能垒相关的实验数据。我们采用组合QM/MM方法,研究了一系列有机羧酸盐化合物在水溶液中和在二甲基甲酰胺有机溶剂中的脱羧反应,揭示了溶液中脱羧反应的逆反应-羧化反应的能垒完全是由溶剂效应引起的。我们还发现了这些离子脱羧反应速率与反应的Gibbs自由能之间存在线性的Bell-Evans-Polanyi关系,相比水溶液Bell线性关系更小的截距表明DMF中更小的溶剂诱导的自由能垒。DMF溶剂中碳负离子质子化具有较大的自由能垒,对比脱羧反应的逆反应-碳负离子跟二氧化碳的极低的重组能垒,使得碳负离子更倾向于可逆的跟溶剂中同位素标记的CO2重组。在脱羧和羧化反应过程中,理解碳负离子的稳定性和溶质-溶剂相互作用的关系,对设计新型的CO2捕集材料是很有帮助的。3.深入研究硫醇盐/二硫化物模型交换反应以期应用于生物蛋白二硫键的形成对无序蛋白的正确折叠起着重要的作用。通过理论计算深入的探究这一反应的机理是十分必要的。寻找一种高效,精确的描述蛋白质中涉及硫醇/二硫键交换反应的方法是很有必要的。我们致力于基于半经验的QM/MM筛选出这样的方法来完成其在蛋白质中硫醇-二硫键交换反应机理模拟中的应用。通过构建气相的最小能量路径来验证密度泛函以及SCC-DFTB3的性能。气相中的最小能量路径（MEP）证明了该反应以加成-消除的机理进行。我们根据QM（CCSD（T））计算的分子间相互作用能优化了QM（DFTB3）/MM中QM原子的范德华参数,并将这些新的参数用于溶液相的模拟中。在溶液中,二硫键的交换反应机理由气相的加成-消除机理转变为SN2机理,自由能垒为10kcal/mol。在QM（M11-L/6-31g（d））/MM势下计算的自由能垒为14kcal/mol,且根据气相MEP的能量误差修正后为10.9kcal/mol。因此,QM（DFTB3）/MM势结合优化的范德华参数对硫醇-二硫键的计算可信,可用于蛋白中涉及硫醇/二硫键交换反应机理的研究。4.DsbB氧化DsbA的机理研究DsbA是硫氧化还原蛋白家族中氧化性最强的周质蛋白。在不断的氧化进入周质中的分泌蛋白后自身被还原。为了维持整个氧化还原系统的平衡,DsbA需要被重新氧化,从而恢复其活性。DsbB是一个嵌膜蛋白,它通过两个周质环上的两对半胱氨酸配合完成DsbA的重新氧化。基于实验上提出的两种可能的机理,从分子间二硫键键连的二元复合物结晶结构开始,我们分别对两种情况进行了研究。对于快反应,要释放氧化态的DsbA,埋没在蛋白中的Cys33需要去质子才可激活。通过分析模拟轨迹,我们发现Cys33上的质子需要通过水桥传递到附近Glu24的羧基氧上后才能亲核进攻Cys30-Cys104。整个反应的自由能垒约为15.6kcal/mol,去质子的过程是快反应的决速步骤。对于慢反应,游离的Cys130需要接近Cys41-Cys44后再进攻,此过程的能垒约为12kcal/mol。
李池璇[4]（2021）在《基于分子动力学的改性剂与沥青相容性及改性沥青黏附性研究》文中提出近年来,我国公路交通一直处于高速发展的态势,SBS改性沥青广泛应用于各等级公路面层。SBS改性剂与基质沥青的相容性是保证SBS改性效果的重要因素之一。然而,由于SBS改性剂和基质沥青在分子量、分子结构、物理性质、化学成分等诸多方面存在差异,导致了SBS改性沥青在实际应用中会产生相容性和热存储稳定性差的问题,最终会影响SBS改性沥青路面的路用性能和耐久性。为此本文以分子动力学模拟为手段,通过构建SBS/基质沥青界面模型、SBS改性沥青共混模型和SBS改性沥青/集料界面模型,量化了SBS改性剂与沥青的相容程度及SBS改性沥青与集料的吸附程度,揭示了SBS改性剂与基质沥青相容性机理及其对沥青黏附性的影响规律,对提高SBS改性沥青贮存稳定性、沥青与集料的黏附性具有重要意义。首先,本文在参考已有理论和研究的基础上,提出了较好地适用于研究SBS改性沥青性能的分子动力学模拟参数:在模拟过程中,选择时间步长为1 fs,对模型施加周期性边界条件,选择COMPASSⅡ力场对原子进行力场的分配,使用Atom Based法计算范德华非键接相互作用,使用Ewald法计算静电非键接相互作用。确定适用于沥青模拟的NVT和NPT系综,并选择Andersen控温法和Berendsen控压法进行分子动力学模拟。其次,构建了基质沥青模型、SBS改性剂模型和集料氧化物模型,并以此为基础进一步构建了SBS/基质沥青的界面模型、SBS改性沥青共混体系模型和SBS改性沥青/集料界面模型。运用软件对上述模型进行几何结构优化和退火处理后,使模型处于能量最低的状态,为接下来SBS改性沥青性能的研究奠定基础。其中,对优化后基质沥青模型进行密度和玻璃态转化温度的验证,发现该模型能够较好适用本文的分子动力学模拟计算。然后,先研究了SBS/基质沥青界面模型,并以界面能、径向分布函数、相对浓度为评价指标,研究了不同制备温度对SBS改性沥青相容性的影响,结果发现,在170℃的制备温度下,两者的相容性更好,同时通过扫描电子显微镜和激光共聚焦测试验证实了该模拟结果。再研究了SBS改性沥青共混模型,计算了该体系的溶度参数、相互作用能,分析了该体系的均方位移曲线,评价了在不同储存温度下SBS改性剂与基质沥青的相容性,并分析了两者的相容机理,结果发现,160℃的储存温度使得两者的相容性更好。最后,研究了SBS改性沥青/集料界面模型的扩散过程,探讨了不同温度、沥青种类和集料类型对SBS改性沥青与集料黏附性的影响,建立了SBS改性剂与沥青的相容性、SBS改性沥青与集料的黏附性之间的关系。通过计算体系的界面能和扩散系数,分析体系运动轨迹的均方位移和相对浓度分布,进一步揭示了SBS改性沥青与集料的黏附机理。结果表明,不同含量的SBS改性沥青均与碱性集料的黏附性更好,但是温度和沥青种类对黏附性的影响没有一致的规律。综合比较温度、沥青种类和集料种类对SBS改性沥青和集料黏附性的影响,发现集料种类的影响最大,沥青种类次之,温度因素影响最小。本文研究成果对提高SBS改性沥青贮存稳定性、改善沥青与集料的黏附性、延长沥青路面使用寿命具有重要意义。
李丹慧[5]（2021）在《水的氢键反协同效应及相关调参数方法理论研究》文中研究表明氢键作用广泛存在于溶液、晶体以及其它体系的氢键网络中,完美体现了分子间相互作用的柔和与多变。水的氢键作用会影响蛋白质、核酸等诸多微观分子系统的复杂结构,也会产生水的反常膨胀等宏观复杂现象,这引起了不同学科领域的共同兴趣来探究水的氢键作用奥秘,并取得了大量重要成果。其中,在上世纪中期水中氢键协同效应（cooperative effect）的建立极具代表性,其对应构象和能量的变化趋势表现为氢键作用区域（O-H···O）中O-H共价键的键长随着分子间氢键（H···O）键长及O···O距离的减小而增大,分子间氢键（H···O）的键能随着O···O距离的减小而增大。氢键的协同效应不仅存在于水中,还普遍被承认存在于其它氢键体系中,并影响构象、能量等诸多方面性质。而对于氢键体系研究的原子级理论方法,既有第一性原理从头算（ab initio）方法、密度泛函理论（density function theory,DFT）方法,还有以紧束缚密度泛函理论方法（tight-binding density function theory,DFTB）为代表的半经验量子力学方法,以及以拟合参数实现的经验力场方法（force field,FF）等。这意味着氢键理论研究已经被所有的原子级方法涵盖,从而为可靠的确认氢键现象和解释相关机制提供了丰富的理论工具。本文通过从头算耦合簇方法（coupled-cluster singles and doubles with perturbative triple excitations,CCSD（T））对典型小尺寸水环中氢键结构特性进行了具有基准意义的研究,发现了与以往氢键协同效应相反的构象以及能量变化趋势,并将其称之为反协同效应（uncooperative effect）,进一步从电子关联视角解释了相应机制。不仅如此,通过CCSD（T）与DFT方法得到的氢键几何结构对比,我们发展了DFT调参数的方法,并应用于复杂体系相互作用特性的研究上。本论文工作的开展,不但揭示了电子关联在水系统氢键结构中的作用效果,并有助于参数化理论方法的进一步发展。首先,我们通过高精度从头算方法CCSD（T）、不同DFT方法以及DFTB方法和经验力场FF方法对水二聚物（H2O）2的压缩过程进行了研究。通过比较不同方法得到的几何参数和键能变化趋势发现,从（H2O）2稳定结构出发到压缩0.24（?）变化范围内,CCSD（T）方法得到O-H···O中O-H共价键的键长随着分子间距离的减小而减小,分子间氢键（H···O）的键能随着分子间距离减小而减小,进一步使用考虑了开壳层和闭壳层直接相关改进的耦合簇方法（explicitly correlated coupled-cluster singles and doubles with perturbative triple excitations,CCSD（T）-F12）也得到了相同结果。这意味着,我们基于高精度从头算方法得到的结论和以往从上个世纪中期就被提出的氢键协同效应结论相反,我们称之为氢键的反协同效应。为理解反协同效应的机制,基于对称性匹配微扰理论（symmetry-adapted perturbation theory,SAPT）的能量分解分析完成,结果清晰地展现出,包含在交换排斥作用中的电子Coulomb动态关联（即自旋相反的电子在同一位置处彼此趋于回避）高阶效应决定了这一结果。CCSD（T）方法严格的考虑了电子动态关联效应,所以才能可靠体现出这一影响下的水二氢键作用结构变化趋势。当O···O距离减小时,交换排斥作用占主导且在总相互作用中的比例不断增大。（H2O）2中氢键反协同效应的存在,使其不容易与其它分子结合形成氢键,这解释了（H2O）2在气相下可以被实验观测到具有较长寿命的原因。另外,本工作对广泛使用的DFT方法进一步发展提供了借鉴,有助于打开电子关联对氢键体系结构影响的研究方向。接下来,我们将体系从（H2O）2推广到了小尺寸水环（H2O）n（n=3-6）。首先对比了CCSD（T）方法得到的（H2O）n（n=3,4）稳定结构,发现随着水环中水分子数目的增加,不同水环稳定结构的O···O距离逐渐减小,O-H···O中O-H共价键键长以及分子间氢键（H···O）的键能逐渐增大。进一步对这些水环的稳定结构压缩,我们发现随水分子数目从3增加到4,水环中氢键（O-H···O）呈现出了反协同效应到协同效应的转变,即随着O···O距离以及分子间氢键（H···O）的减小,（H2O）3中O-H共价键的键长先增大后减小,而（H2O）4中O-H共价键的键长增大。更大尺寸的水环结构（H2O）n（n=5,6）压缩过程,O-H共价键键长的变化也表现出和（H2O）4相同的趋势规律。除几何构象外,分子间氢键（H···O）的键能也从（H2O）3中随分子间距离减小而减小变为（H2O）4中随分子间距离减小而增大,由此,基本确立（H2O）n（n=3,4）为水的氢键作用反协同和协同效应转变区。进一步地,SAPT能量分解分析表明,由于（H2O）4相比于（H2O）3增加了不相邻的水分子,而不相邻水分子之间静电作用体现出吸引作用主导,这导致了转变区构象以及能量变化趋势的前后差异。这一发现为协同和反协同效应边界提供了原子层次上的理解。第三,考虑到从头算CCSD（T）方法因对资源消耗过大,很难在复杂分子体系应用。发展基于第一性原理DFT的调参数方法是重要努力方向。因此,我们开展了对典型DFT方法的调参数研究。首先,通过对广泛使用的交换关联泛函B3LYP进行参数调节,即减小其中的Hartree-Fock（HF）交换项系数及比例,发现（H2O）2分子间的排斥作用增强,但并未复现出CCSD（T）方法压缩过程的反协同效应。考虑到wB97X相对B3LYP考虑了HF交换项在长程和短程相互作用的比例变化,我们进一步对wB97X进行了系数调节,并发现当HF交换项系数减小到0.4时,得到的（H2O）2几何构象以及能量变化趋势与CCSD（T）方法结果一致。接下来,我们将wB97X调参数方法分别用于DNA碱基对A-T和C-G氢键系统的压缩过程计算中,发现HF交换项参数调节与否,两种碱基对中的氢键作用都表现出协同效应,这客观体现出碱基对中的氢键与水中的氢键相比存在区别,并符合以往对DNA碱基对中氢键作用的认识。我们也将参数调节的wB97X方法应用到缺陷碳纳米管表面小分子吸附计算中,结果展现了这一方法和其他DFT方法以及DFTB方法获得的吸附能和电荷转移数值相近。此外,随着wB97X中HF交换项比例及系数的减小,缺陷纳米管化学吸附小分子的稳定结构中分子间距离增大,分子间排斥作用增强。由此说明,参数调节的wB97X密度泛函理论方法不仅适用于复杂体系的压缩过程,也适用于缺陷纳米管表面吸附小分子的研究。综上,本博士论文基于系统性理论研究发现了水的氢键作用中存在反协同效应,进一步探究了随水分子数目变化的氢键反协同效应到协同效应转变规律。并通过发展DFT调参数方法实现了与基准CCSD（T）方法相一致的氢键压缩过程中构象以及能量变化趋势,也在DNA碱基系统对以及纳米管吸附小分子系统的结构特性研究中体现了适用性。因此,本论文工作不仅展现出了对氢键作用机制实现完整认识的重要拼图意义,也会促进氢键等分子间相互作用的电子关联特性研究进展。
于丹[6]（2021）在《含不同给电子体的弱相互作用体系的理论研究》文中研究指明由于弱相互作用在多种研究领域中的重要应用,其相关体系的结构、作用本质及性质分析一直受到广泛关注。本文从理论上详细考察了电子给体分别包含未成对电子、π电子及孤对电子的三类弱相互作用体系,并针对体系的几何结构、性质及相互作用本质做了系统的研究。本文中,首先提出一种新型弱相互作用类型,即单电子镁键;并对一个共轭分子与多个路易斯酸分子作用所形成的多体π-铍键和π-镁键复合物体系进行了详细的研究;最后在之前研究的基础上,考察了超碱金属阳离子Li3+束缚多个N2配体的非共价相互作用体系。本文具体研究内容如下:1、用量子化学计算方法对Mg X2（X=F,H）分子与自由基Y[Y=CH3,CH2CH3,CH（CH3）2和C（CH3）3]相互作用形成的复合物进行了表征。所有体系中的分子间结合距离都小于Mg和C的范德华半径之和,表明它们之间形成了非共价相互作用,即单电子镁键。能量分解分析表明,静电和极化贡献是稳定复合物的主要因素。对相互作用能,分子中的原子和独立梯度模型分析的研究结果表明,电子给体Y上的甲基取代对其与Mg X2的结合有积极的影响。与其他非成键相互作用相比,单电子镁键的作用强度与单电子铍键和π-镁键相当。2、为了揭示π-共轭体系与Lewis酸分子之间相互作用位点的多样性及不同Lewis碱的给电子能力,我们研究了四种路易斯酸和三种路易斯碱相互作用形成的复合物n X2M···Y[n=1,2,3,4;X=F,H;M=Be,Mg;Y=C2H2,C2H4,C6H6],详细考察复合物的几何结构和相关性质。根据Lewis碱的不同（乙炔、乙烯、苯）,将优化后的构型分为三大类。研究结果表明乙炔比乙烯和苯具有更好的给电子性能,并且只有乙炔分子可以与三个独立的Be H2/Be F2分子相互作用。RDG函数分析结果显示,对于所有的多体复合物,都存在路易斯酸碱之间的相互作用。此外,通过将3X2M···C6H6复合物同分异构体间的相互作用能结果进行对比,发现两个路易斯酸分子的最优相对位置是对位。NBO结果表明,复合物n X2M···Y主要的分子间电荷转移来自共轭分子的πCC成键轨道到Be原子的2p空轨道或Mg原子的3p轨道的轨道相互作用。AIM分析是描述各种成键特征的有效手段,其结果表明,在研究的π-铍键、π-镁键复合物中,各组分间主要是通过环路径（RP）和键路径（BP）相互作用的。3、在MP2/6-311+G（d）水平上,对超碱阳离子Li3+捕集N2的潜力及其在气态氮中的行为进行了理论研究。复合物Li3+（N2）n（n=1-7）结构的演变及其稳定性表明,N2分子倾向于与Li3+核的不同顶点结合,并且Li3+在第一个配位壳层中可能有捕获多达12个氮分子的能力。根据自然布局和分子轨道分析,Li3+在Li3+（N2）n（n=1-4）复合物的最低能量结构中保持其超原子特性。通过计算Li3+（N2）n（n=1-4）体系各种可能的解离通道的吉布斯自由能,发现Li3+在（N2）n团簇中具有热力学稳定性。与以静电作用为主的Li3+（H2O）n的情况不同,静电和极化相互作用对复合物Li3+（N2）n形成的贡献相当。此外,Li3+与N2的结合能大于Na+和K+离子对N2的吸附能,说明超碱阳离子Li3+对N2分子的吸附能力强于重碱金属离子。
李仲文[7]（2021）在《不同表面活性剂对晋城无烟煤的润湿降尘机制研究》文中研究说明煤表面的亲水性是影响其被有效润湿的决定性因素。利用添加表面活性剂,改变溶液的性质,通过表面活性剂分子的疏水基团对无烟煤表面的覆盖可以提高溶液对疏水性强的无烟煤的润湿性。煤的润湿效果与表面活性剂分子在煤表面所形成的吸附层构象有关,而吸附层的结构主要取决于表面活性剂溶液分子的结构和组成。传统实验方法只能得出表面活性剂润湿无烟煤的经验性结论,而分子动力学可以从微观分子层面阐释表面活性剂溶液润湿无烟煤的机制。因此,本文通过改进沉降实验、声波雾化降尘实验、动态表面张力和动态接触角实验,结合分子动力学模拟研究不同类型表面活性剂分子结构和组成对表面活性剂溶液性质和对晋城无烟煤润湿性的影响。（1）通过研究脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）、十二烷基硫酸钠SDS和十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）在不同浓度下对晋城无烟煤的声波雾化降尘效果和润湿性实验发现,在临界胶束浓度（CMC）以上,表面活性剂溶液才有较好的降尘效果和润湿效果。改进沉降实验达到最佳的沉降速率会有一个最小浓度,分别是AEO9（0.4%）、SDS（0.6%）和DTAB（1.0%）。三种表面活性剂在质量浓度为0.8%时的呼吸性粉尘的降尘效率分别是AEO9（70.99%）、SDS（67.17%）和DTAB（65.62%）。（2）动态表面张力、动态接触角实验表明,AEO9表面活性剂溶液在大于临界胶束浓度（CMC）时,对溶液表面张力改善效果最好,且在无烟煤表面铺展速度最快;结合界面体系和胶束体系的模拟研究可知:CMC浓度下表面活性剂溶液的平衡表面张力值与水表面处表面活性剂吸附层与水分子的相互作用一致,相互作用越强,平衡表面张力值越大;此外,胶束越容易解离,表面活性剂从水体相补充到气液界面的速度就越快,表面活性剂溶液在无烟煤表面的铺展速度也越快。（3）通过分子动力学模拟研究表面活性剂溶液在晋城无烟煤表面的吸附行为可知:表面活性剂分子间的强相互作用会阻碍表面活性剂分子以平躺构象吸附在煤表面。临界胶束浓度下,三种表面活性剂界面吸附层与无烟煤的相互作用能分别是AEO9（-2054.03Kcal/mol）、SDS（-1740.13Kcal/mol）和DTAB（-2022.90Kcal/mol）。（4）通过模拟研究含不同乙氧基数亲水基的脂肪醇聚氧乙烯醚AEO7、AEO9和AEO12在CMC浓度下的界面体系、胶束体系以及在无烟煤表面的吸附行为可知:EO数越多,胶束与水的相互作用越强,表面活性剂在水表面处的吸附层与水的相互作用也越强。临界胶束浓度下表面活性剂与晋城无烟煤的相互作用能分别是AEO7（-2551.79Kcal/mol）,AEO9（-2054.03Kcal/mol）和AEO12（-2034.89Kcal/mol）,且AEO7的胶束最容易解离,所以AEO7对晋城无烟煤的润湿性最好。
王玉军[8]（2021）在《含酚废水协同萃取剂的筛选与脱酚工艺优化控制的研究》文中研究说明随着中国能源安全问题的日趋重要,清洁生产成为社会发展的需要,目前新型化工产业开始倾向生产洁净能源。但是化学工业产生的含酚废水杂质含量大、组成成分复杂,有机物含量和化学需氧量高、生化性能差,不达标排放会破坏环境和危害人类健康。含酚废水中包括大量的挥发性单元酚和不挥发多元酚,这些物质的降解与回收不易。针对多元酚脱除率低的问题,本文对煤气化废水中酚类物质的脱除展开了萃取剂筛选、流程模拟、动态控制一体化的废水脱酚处理工艺的研究。首先,运用分子模拟的方法计算单一萃取剂与酚的相互作用。采用Gaussian软件分别计算了甲基异丁基酮（MIBK）、甲基丙基酮（MPK）、甲基异丙基酮（MIPK）、甲基戊烯酮、正丁醇、仲丁醇、正戊醇、异戊醇与酚的相互作用能,通过构型优化、频率分析、原子拓扑分析（AIM）、自然键轨道（NBO）分析,解析萃取的本质和机理,筛选出新型的酮类萃取剂和辅助萃取剂。结果表明甲基戊烯酮与苯酚、邻苯二酚的作用力最大为-45.86 k J·mol-1、-35.96 k J·mol-1,MPK次之。正戊醇与苯酚相互作用能最大,为-29.67 k J·mol-1。萃取机理结果表明萃取剂与酚之间主要以氢键形式结合,静电作用、氢键强度和稳定化能大小为甲基戊烯酮>MPK>MIPK>MIBK。通过分子模拟的方法进行协同萃取剂与酚的相互作用计算与分析。采用Gaussian软件计算了MIBK、MPK、MIPK、甲基戊烯酮分别和正戊醇作为协同萃取剂与酚类、水的相互作用,进行了非共价键作用（NCI）的分析,研究了协同萃取机理,确定最佳协同萃取溶剂。结果表明甲基戊烯酮+正戊醇与苯酚、邻苯二酚的相互作用能最大,分别为-46.13 k J·mol-1、-43.13 k J·mol-1,并且与水相互作用能差值的绝对值最大,为-14.30 k J·mol-1、-11.30 k J·mol-1。萃取机理分析结果表明酮分子的O和酚分子的-OH以及酚的O和正戊醇的-OH以氢键形式结合,氢键作用来自O的第二孤对电子与O-H反键σ轨道之间,协同萃取剂的静电作用、氢键强度、稳定化能高于单一萃取剂。结果预测甲基戊烯酮+正戊醇在保证单元酚的萃取基础之上提高多元酚的萃取效果。建立了甲基戊烯酮和正戊醇协同萃取脱酚工艺流程,采用Aspen Plus对全流程进行了模拟优化,验证了萃取剂性能。并以年度总费用（TAC）为目标确定了流程的最优参数。萃取塔模拟结果表明甲基戊烯酮与正戊醇的配比为6:4,相比为1:12.92,萃取级数为4。以TAC为目标对溶剂回收塔、汽提塔进行参数优化后TAC最小为1953（1000$/year）,模拟结果显示苯酚、邻苯二酚的脱除率分别达到了99.95%、97.97%,总酚浓度由6499 mg/L降到了56 mg/L。相同萃取剂用量下,协同萃取剂与甲基戊烯酮单一萃取剂相比邻苯二酚的脱除率提高了16.71%,与正戊醇单一萃取剂相比邻苯二酚的脱除率提高了28.65%。此外,协同萃取时补加的新鲜萃取剂用量仅为0.95 kg/h,具有萃取剂用量少的优势。最后,采用Aspen dynamics对协同萃取脱酚流程进行了动态控制分析,考察了在±10%进料流量和±5%组成扰动下动态控制效果,结果表明采用的基础控制方案可使干扰下的过程运行能够较快恢复稳定值,控制器表现出了良好的抗干扰性,控制方案有效,萃取脱酚工艺的装置能够安全、平稳的运行。
姜乐涛[9]（2021）在《选择性激光烧结用复合蜡粉制备及其分子间协同效应研究》文中提出选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering,SLS）与熔模铸造技术相结合,能够实现薄壁、形状复杂零件的精密铸造,有着广阔的应用前景。目前SLS成型铸造熔模所用的高分子材料如聚苯乙烯、聚碳酸酯等在脱模时会产生有毒有害气体和烟尘,污染环境、危害人身健康。传统铸造蜡粉熔点低、烧结过程不易控制,翘曲变形严重。以聚乙烯蜡为基材开发SLS用熔模材料可有效解决上述问题。本研究从微观结构出发,借助量子化学密度泛函和从头算理论探讨复合蜡粉材料各组分分子间相互作用及其协同效应,揭示聚乙烯蜡为基材的SLS用熔模材料各组分间相容性的本质,进一步探索复合蜡粉成型件性能改善的原因,在此基础上开发可用于薄壁复杂铸件的SLS用复合蜡粉材料,并进行成型工艺研究。主要内容如下:（1）选择Mn+···coronene···CH4(Mn+=Li+、Na+、K+、Be2+、Mg2+、Ca2+)作为聚乙烯蜡/炭黑/十二烷基苯磺酸钠（PEW/C/SDBS）复合蜡粉的模型体系,采用B3LYP、M06-2X和MP2量子化学方法在6-311++G**基组水平上进行了相互作用及其协同效应的研究。结果表明,在三聚体Mn+···coronene···CH4中存在协同效应,强度遵循coronene···Li+>coronene···Na+>coronene···K+和coronene···Be2+>coronene···Mg2+>coronene···Ca2+的顺序。约化密度矩阵（RDG）和分子中的原子理论（AIM）分析揭示了Mn+···coronene···CH4协同效应的本质。由于协同效应,复合蜡粉分子间相互作用增强,体系结构发生变化,使材料相容性得到改善,减小了烧结过程中的应力应变,是成型件性能改善的微观机制。（2）为探索氧化石墨烯（GO）取代炭黑对材料相容性的影响,选择三聚体Na+···GO···CH4作为聚乙烯蜡/氧化石墨烯/十二烷基苯磺酸钠（PEW/GO/SDBS）复合蜡粉模型体系,在M06-2X/6-311++G（2d,p）和MP2/6-311++G（2d,p）水平上,对Na+···σ/π和氢键相互作用协同效应进行了理论研究。结果表明,Na+···GO···CH4体系中的相互作用和协同效应均大于Na+···coronene···CH4体系中的相互作用和协同效应。因此,当复合蜡粉中的炭黑被GO取代后,分子间相互作用和组分间的相容性进一步加强,使成型件性能得到进一步改善。（3）基于理论计算结果,分别配制聚乙烯蜡/炭黑/十二烷基本磺酸钠（PEW/C/SDBS）复合蜡粉和聚乙烯蜡/氧化石墨烯/十二烷基本磺酸钠（PEW/GO/SDBS）复合蜡粉,并进行性能测试和结构表征,对理论计算结果进行了验证。红外谱图结果（IR）显示形成三聚体后,PEW/C/SDBS三聚体C-H键伸缩振动明显加强,O-H键振动峰消失,C-OH弯曲振动发生明显蓝移,且在1104.9 cm–1处出现强峰,表明分子间相互作用加强,验证了协同效应的存在。PEW/GO/SDBS三聚体1104.9 cm–1处的峰与PEW/C/SDBS三聚体1109.5 cm–1处的峰相比较,峰值和面积都明显增强,表明用GO代替炭黑,各组分间分子间相互作用及协同效应更加显着。DSC分析发现两种复合材料的熔融峰缓且宽,有利于控制成型过程。与PEW/C/SDBS复合蜡粉相比,PEW/GO/SDBS复合蜡粉粘度增加、测试件弯曲强度和压缩强度均提高。表明PEW/GO/SDBS各组分间协同效应比PEW/C/SDBS各组分间协同效应更显着,这是GO的官能团和SDBS中的Na+以及聚乙烯蜡的C-H键相互作用的结果。（4）通过正交试验得到了PEW/C/SDBS和PEW/GO/SDBS两种复合蜡粉的最佳烧结工艺参数。在最佳烧结工艺参数下,烧结件的收缩率和翘曲变形得到了有效控制。与PEW/C/SDBS复合蜡粉相比,PEW/GO/SDBS复合蜡粉测试件翘曲变形率更低、弯曲强度和压缩强度增强。这些结果表明复合蜡粉组分间发生了明显协同效应,材料相容性得到了改善,应力应变减小;而且用GO代替炭黑,相容性进一步改善。（5）成型件浸蜡处理后,力学性能得到了大幅提升。复合蜡粉制作的蜡模可用蒸汽法脱除。得到的铸件结构完整、表面光滑、尺寸精度高。无损检测未发现内部有裂纹、气孔、夹杂等明显缺陷。表明复合蜡粉可用于薄壁复杂铸件的精密铸造,且不会对环境造成污染。本研究通过理论计算研究了材料各组分分子间的相互作用及其协同效应,从微观角度深层次的探讨了材料组分对性能影响的本质原因,开发了新型环保聚乙烯蜡复合材料,对于SLS成型铸造熔模组分的精选和工艺优化具有重要的理论和实践意义;该研究将计算材料科学与增材制造成型材料相结合,提供了一种增材制造新材料研发的新思路。
张慧[10]（2021）在《纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理及实验研究》文中研究表明激光烧结技术（laser sintering,LS）是增材制造（additive manufacturing,AM）研究领域里的一项主流技术分支,对当今社会的生产模式产生了重要的影响。在LS技术不断多元化、普及化的发展中,解决传统加工耗材难成型、可用耗材种类少、性价比低等问题仍是LS技术的研究热点。聚乳酸（polylactic acid,PLA）AM技术近年兴起,丝线PLA熔融沉积成型（FDM）这项AM技术分支趋于成熟化,已进入市场。然而,粉状PLA基复合材料LS技术还面临着诸多难题:多数PLA难于或无法LS成型;一些实验室合成的聚乳酸工艺复杂、稳性定差、成本高且产量少;国内外缺少对新PLA基复合材料LS技术的完整研究,导致难以推广应用。针对上述发展现状与问题,本文提出一种低成本的、可完全降解的纤维素/聚乳酸共混物的新型生物质LS耗材,采用理论分析、宏微观多尺度的数值计算与模拟分析以及实验测试方法对纤维素/聚乳酸激光烧结技术进行系统性研究。以纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理为核心理论,从材料设计与制备、LS工艺、制件退火处理等多个环节突破PLA基复合材料激光烧结的一些技术难题。主要工作归纳如下:（1）进行纤维素/聚乳酸的材料设计与制备。从材料物化特性的表征与分析着手研究,结合多层LS试验测试多种PLA的加工性,筛选出具备一定可行性的PLA材料。以纤维素为填料制备多配比的纤维素/聚乳酸共混物,减少PLA基体材料LS过程的收缩形变,达到提高PLA基材综合成型性能的目的。（2）研究组分配比对纤维素/聚乳酸LS工艺及制件成型性能的影响。借助分子动力学模拟方法分析纤维素添加量对纤维素/聚乳酸相容性和LS过程分子间相互作用的影响,从分子层面探明宏观组分配比对材料LS成型性能的影响。通过LS实验和性能测试验证了组分配比对纤维素/聚乳酸材料物化特性、LS制件成型性能的影响规律,最终获得材料综合性能良好的组分配比。（3）探究纤维素/聚乳酸LS过程激光能量传递过程、作用机制及影响规律。宏观层面借用MATLAB数值模拟和ANSYS有限元方法分析激光能量密度和LS温度场分布的影响因素和规律,并建立相关数学模型。微观层面采用分子动力学模拟方法研究热作用对纤维素/聚乳酸体系分子运动行为、分子结构、界面结合作用的影响规律,在微观尺度上揭示纤维素/聚乳酸LS过程的热影响机制和宏观的液相烧结成型机理。（4）以提高纤维素/聚乳酸激光烧结制件成型性能为目的,探究工艺参数、打印方向、退火处理工艺对制件密度、力学性能、尺寸精度、微观形貌、结晶性能等的影响。通过全因子试验设计方法分析工艺参数对LS制件力学性能的显着性影响,并建立数学模型,获得力学性能最佳的工艺参数。
二、分子间作用能的计算与分配（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、分子间作用能的计算与分配（论文提纲范文）
（1）基于氢键机理的咪唑型ILs萃取分离含醇体系共沸物及工艺优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 ILs在共沸物分离领域的研究现状 |
| 1.3 量子化学计算用于咪唑类ILs的筛选 |
| 1.4 描述液液平衡的常见热力学模型及应用 |
| 1.5 含低碳醇共沸物的分离工艺 |
| 1.5.1 萃取精馏分离含低碳醇共沸物 |
| 1.5.2 变压精馏分离含低碳醇共沸物 |
| 1.5.3 液液萃取分离含低碳醇共沸物 |
| 1.6 生命周期评价用于含低碳醇分离工艺 |
| 1.7 本文研究内容与意义 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 研究意义 |
| 2 ILs萃取分离含醇体系的氢键分析 |
| 2.1 ILs-含醇共沸体系的电荷分布分析 |
| 2.2 ILs-含醇共沸体系氢键机理分析 |
| 2.2.1 ILs-环己烷-叔丁醇体系氢键机理分析 |
| 2.2.2 ILs-异丙醚-异丙醇体系氢键机理分析 |
| 2.2.3 ILs-正庚烷-正丙醇体系氢键机理分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 ILs-含醇共沸体系的液液相平衡实验研究 |
| 3.1 实验条件 |
| 3.2 ILs-含醇共沸体系的液液相平衡实验结果 |
| 3.2.1 ILs-环己烷-叔丁醇体系的液液相平衡实验结果 |
| 3.2.2 ILs-异丙醚-异丙醇体系的液液相平衡实验结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 ILs-含醇共沸体系的萃取分离工艺 |
| 4.1 ILs-含醇共沸体系的萃取过程模拟 |
| 4.2 ILs-含醇共沸体系的萃取工艺设计及优化 |
| 4.2.1 ILs-环己烷-叔丁醇体系的萃取工艺设计及优化 |
| 4.2.2 ILs-异丙醚-异丙醇体系的萃取工艺设计及优化 |
| 4.2.3 ILs-正庚烷-正丙醇体系的萃取工艺设计及优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）离子液体与低共熔溶剂在碳捕集与低碳醇分离过程的分子模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 离子液体概述 |
| 1.2.1 离子液体在CO_2和H_2S吸收的应用 |
| 1.2.2 离子液体在低碳醇共沸物分离中的应用 |
| 1.3 分子动力学模拟概述 |
| 1.4 生命周期评价概述 |
| 1.5 本文的主要研究内容和研究意义 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 2 离子液体与低共熔溶剂对CO_2的脱除和脱硫性能研究 |
| 2.1 以咪唑型离子液体为吸收剂的CO_2吸收机理分析 |
| 2.1.1 ILs-CO_2/H_2S模拟体系建立与验证 |
| 2.1.2 咪唑型离子液体物理性质对比 |
| 2.1.3 咪唑型离子液体结构与动力学性质对CO_2溶解度的影响 |
| 2.2 以单乙醇胺基低共熔溶剂为吸收剂的CO_2吸收机理分析 |
| 2.2.1 DESs-CO_2模拟体系建立与验证 |
| 2.2.2 氢键供受体种类及摩尔比对CO_2溶解度的影响 |
| 2.3 离子液体的COSMO-SAC模型 |
| 2.3.1 COSMO-SAC模型理论概述 |
| 2.3.2 基于COSMO-SAC模型的离子液体在Aspen Plus的定义 |
| 2.3.3 COSMO-SAC模型用于离子液体吸收CO_2和H_2S的模型验证 |
| 2.4 [BMIM][Tf_2N]吸收合成气中CO_2和H_2S的工艺 |
| 2.4.1 基于[BMIM][Tf_2N]的合成气净化工艺描述与建模 |
| 2.4.2 基于[BMIM][Tf_2N]的合成气净化工艺的流程模拟 |
| 2.5 工艺参数优化及对过程的影响分析 |
| 2.5.1 离子液体进料流量对工艺的影响 |
| 2.5.2 吸收塔温度和压力对工艺的影响 |
| 2.5.3 闪蒸罐的压力和温度对工艺的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 碳脱除和存储过程的生命周期环境影响及其改进方案 |
| 3.1 CCS-IL过程的生命周期评价模型 |
| 3.1.1 CCS-IL过程LCA模型的生命周期目标和边界 |
| 3.1.2 CCS-IL过程LCA模型的生命周期环境排放清单 |
| 3.1.3 生命周期环境性能评价 |
| 3.2 不同CCS-IL过程的生命周期环境分析对比 |
| 3.3 灵敏度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多尺度优化实现离子液体绿色高效分离低碳醇共沸物 |
| 4.1 离子液体-正己烷-甲醇液液相平衡实验 |
| 4.1.1 液-液相平衡实验条件 |
| 4.1.2 MD模拟-LLE实验值对比 |
| 4.2 萃取分离低碳醇共沸物的微观作用机理研究 |
| 4.2.1 ILs-Me OH/NHA模拟体系建立与验证 |
| 4.2.2 咪唑型离子液体结构与动力学性质对萃取效率的影响 |
| 4.3 基于离子液体萃取分离低碳醇工艺模拟与优化 |
| 4.3.1 离子液体定义与工艺简介 |
| 4.3.2 萃取分离低碳醇工艺模拟设计及优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
（3）组合QM/MM方法在计算脱羧反应的溶剂效应及水溶液和蛋白中二硫键交换反应机理中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 脱羧反应 |
| 1.2.1 脱羧反应的机理 |
| 1.2.1.1 热化学脱羧 |
| 1.2.1.2 光催化脱羧 |
| 1.2.1.3 酶催化脱羧 |
| 1.2.1.4 一些常见的有机酸脱羧反应 |
| 1.3 二硫键交换反应 |
| 1.3.1 二硫键的形成 |
| 1.3.1.1 硫醇/二硫键交换反应 |
| 1.3.1.2 氧化剂和氧化化学 |
| 1.3.2 酶催化硫醇氧化反应 |
| 1.3.2.1 蛋白异构化酶(PDI) |
| 1.3.2.2 含醌的酶 |
| 1.3.2.2.1 DsbB |
| 1.3.2.2.2 VKOR |
| 1.3.2.3 含黄素的酶 |
| 1.3.3 生物体系中的氧化折叠 |
| 1.3.3.1 细菌周质中的氧化折叠 |
| 1.3.3.2 内质网中的氧化折叠 |
| 1.4 本论文的研究内容和意义 |
| 第2章 理论基础及计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 能量的计算 |
| 2.2.1 量子力学基础 |
| 2.2.1.1 绝热和Born-Oppenheimer近似 |
| 2.2.1.2 轨道概念的引入 |
| 2.2.1.3 Slater行列式以及分子轨道的计算 |
| 2.2.1.4 Hartree-Fock方程和基组 |
| 2.2.1.5 电子相关方法,密度泛函理论方法以及半经验方法 |
| 2.2.2 分子力场 |
| 2.2.2.1 键伸缩能 |
| 2.2.2.2 角度弯曲能 |
| 2.2.2.3 二面角扭转能 |
| 2.2.2.4 平面外扭转项和交叉项 |
| 2.2.2.5 非键相互作用能 |
| 2.2.2.5.1 静电相互作用能 |
| 2.2.2.5.2 范德华相互作用能 |
| 2.2.2.6 力场参数化 |
| 2.3 势能面和自由能面 |
| 2.3.1 能量最小化 |
| 2.3.2 过渡态和反应路径 |
| 2.3.3 分子动力学模拟 |
| 2.3.3.1 周期性边界条件 |
| 2.3.3.2 L-J势函数的截断 |
| 2.3.3.3 长程静电势的计算 |
| 2.4 自由能的计算 |
| 2.4.1 自由能差的计算 |
| 2.4.1.1 热力学微扰 |
| 2.4.1.2 热力学积分和“缓慢增长”法 |
| 2.4.1.3 平均力势和伞形抽样 |
| 2.4.2 组合QM/MM方法 |
| 2.4.3 过渡态理论和速率常数 |
| 2.4.4 Bell-Evans-Polanyi原理/Hammond假设/Marcus理论 |
| 第3章 双精度QM/MM模拟探究水溶液中脱羧反应自由能垒的溶剂诱导效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.2.1 双精度的QM/MM |
| 3.2.2 QM/MM相互作用能的验证 |
| 3.2.3 溶剂极化能的能量分解分析 |
| 3.3 计算细节 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 对脱羧反应的双精度能量矫正 |
| 3.4.2 通过双分子络合物的构建用以描述QM/MM相互作用能 |
| 3.4.3 脱羧反应的平均力势和自由能 |
| 3.4.4 自由能的线性关系以及相互作用能的分解。 |
| 3.4.5 径向分布函数 |
| 3.5 .本章小结 |
| 第4章 二甲基甲酰胺和水中的脱羧及其逆反应-二氧化碳的捕集过程自由能垒的内在机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法和计算细节 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 深入研究水溶液中的硫醇/二硫键交换反应 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算方法和计算细节 |
| 5.2.1 气相的MEP |
| 5.2.2 分子间相互作用能 |
| 5.2.3 QM/MM势和自由能的计算 |
| 5.3 计算结果和讨论 |
| 5.3.1 气相MEP |
| 5.3.2 分子间相互作用能 |
| 5.3.3 平均力势的计算 |
| 5.3.4 三个硫和水中氢间的径向分布函数 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 DsbB氧化DsbA的机理研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.1.1 大肠杆菌中的氧化和异构化机理 |
| 6.1.2 DsbA和 DsbB的结构特点 |
| 6.1.3 DsbB-DsbA的氧化机制 |
| 6.2 计算方法和计算细节 |
| 6.2.1 模拟体系的搭建 |
| 6.2.2 分子动力学模拟参数 |
| 6.2.3 自由能的模拟 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 快反应 |
| 6.3.2 慢反应 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 博士期间发表论文情况 |
| 致谢 |
（4）基于分子动力学的改性剂与沥青相容性及改性沥青黏附性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于分子模拟的沥青模型研究现状 |
| 1.2.2 分子动力学模拟在沥青性能研究中的应用进展 |
| 1.2.3 聚合物改性沥青相容性研究现状 |
| 1.2.4 沥青与集料的黏附性研究现状 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 分子动力学模拟的理论基础 |
| 2.1 分子动力学基本理论 |
| 2.1.1 牛顿运动方程 |
| 2.1.2 积分算法基本介绍 |
| 2.1.3 时间步长选取 |
| 2.2 力场基本介绍 |
| 2.2.1 力场基本组成 |
| 2.2.2 力场选取 |
| 2.3 边界条件选取 |
| 2.3.1 非周期性边界条件 |
| 2.3.2 周期性边界条件 |
| 2.4 非键接力计算方法选取 |
| 2.5 热力学控制系统选取 |
| 2.5.1 系综选取 |
| 2.5.2 温度控制方法选取 |
| 2.5.3 压力控制法选取 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于分子动力学的改性沥青性能研究模型构建 |
| 3.1 基质沥青模型构建 |
| 3.1.1 基质沥青模型分子结构选取 |
| 3.1.2 基质沥青模型建立 |
| 3.1.3 基质沥青模型的优化和退火处理 |
| 3.1.4 基质沥青模型的适用性验证 |
| 3.2 改性剂模型构建 |
| 3.2.1 改性剂模型分子结构选取 |
| 3.2.2 改性剂模型建立 |
| 3.3 SBS/基质沥青界面模型构建 |
| 3.4 SBS改性沥青共混模型构建 |
| 3.5 SBS改性沥青/集料界面模型构建 |
| 3.5.1 集料主要化学成分组成及选取 |
| 3.5.2 集料氧化物模型构建 |
| 3.5.3 SBS改性沥青/集料界面模型构建 |
| 3.5.4 SBS改性沥青/集料界面模型优化和退火处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 SBS改性剂与基质沥青相容性研究 |
| 4.1 SBS/基质沥青界面体系相容性研究 |
| 4.1.1 SBS/基质沥青界面体系模拟方法 |
| 4.1.2 SBS/基质沥青界面体系模拟过程结构动态变化研究 |
| 4.1.3 SBS/基质沥青界面体系界面能研究 |
| 4.1.4 SBS/基质沥青界面体系相对浓度研究 |
| 4.1.5 SBS/基质沥青界面体系径向分布函数研究 |
| 4.1.6 SBS改性剂与基质沥青相容性试验验证 |
| 4.2 SBS改性沥青共混体系相容性研究 |
| 4.2.1 SBS改性沥青共混体系模拟方法 |
| 4.2.2 SBS改性沥青共混体系溶度参数研究 |
| 4.2.3 SBS改性沥青共混体系相互作用能研究 |
| 4.2.4 SBS改性沥青共混体系均方位移曲线变化规律研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 SBS改性沥青与集料黏附性研究 |
| 5.1 SBS改性沥青/集料界面体系模拟方法 |
| 5.2 SBS改性沥青/集料界面体系模拟过程结构动态变化研究 |
| 5.3 SBS改性沥青/集料体系界面能研究 |
| 5.3.1 界面能模拟原理与方法 |
| 5.3.2 SBS改性沥青/集料界面体系界面能变化规律分析 |
| 5.4 SBS改性沥青/集料界面体系的扩散行为研究 |
| 5.4.1 扩散机理及计算方法 |
| 5.4.2 SBS改性沥青/集料界面体系扩散行为分析 |
| 5.5 SBS改性沥青/集料界面体系相对浓度分布规律研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 参考文献 |
（5）水的氢键反协同效应及相关调参数方法理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 分子间氢键相互作用 |
| 1.2 水系统中的氢键网络 |
| 1.3 水中氢键的协同效应 |
| 1.4 水中氢键的电子关联 |
| 1.5 论文选题及研究意义 |
| 第2章 理论和方法 |
| 2.1 Hartree-Fock方法 |
| 2.1.1 Hartree方程 |
| 2.1.2 Hartree-Fock方程 |
| 2.2 密度泛函理论 |
| 2.2.1 Hoheberg-Kohn定理 |
| 2.2.2 Kohn-Sham方法和定理 |
| 2.2.3 均匀电子气模型 |
| 2.2.4 局域密度近似 |
| 2.2.5 推广的密度梯度近似 |
| 2.2.6 紧束缚密度泛函理论(DFTB) |
| 2.2.7 密度泛函理论方法参数及其调节 |
| 2.3 后自洽场方法 |
| 2.3.1 后自洽场方法中的电子相关 |
| 2.3.2 组态相互作用 |
| 2.4 微扰理论 |
| 2.4.1 定态微扰理论 |
| 2.4.2 多体微扰理论 |
| 2.5 耦合簇理论 |
| 2.5.1 簇算符 |
| 2.5.2 激发组态波函数 |
| 2.5.3 CC方法能量计算 |
| 2.6 力场 |
| 2.6.1 UFF力场 |
| 2.6.2 AMBER力场 |
| 2.6.3 CHARMM力场 |
| 2.6.4 OPLS力场 |
| 2.7 基组 |
| 2.7.1 基函数 |
| 2.7.2 基组 |
| 2.8 对称性匹配微扰理论 |
| 2.8.1 对称性匹配微扰理论的建立 |
| 2.8.2 SAPT理论中相互作用能的表示 |
| 2.8.3 I-SAPT |
| 第3章 水二聚物中氢键作用的反协同效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 扩展讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 水团簇中氢键作用反协同与协同效应的转变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于密度泛函调参数方法的氢键作用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.2.1 基于水二聚物CCSD(T)扫描的密度泛函参数调节 |
| 5.2.2 DNA碱基对间氢键扫描 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 密度泛函调参数方法与小分子表面吸附特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.2.1 密度泛函 |
| 6.2.2 紧束缚密度泛函 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 以调参数w B97X方法、PBE0-D3和DFTB方法计算NH_3于缺陷CNT表面吸附的对比研究 |
| 6.3.2 CH_4、NH_3和H_2O三种小分子吸附四种缺陷及完整 CNT 表面的对比研究 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者个人简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 个人简介 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）含不同给电子体的弱相互作用体系的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 弱相互作用的研究背景及其进展 |
| 1.2 自由基的研究背景 |
| 1.3 π共轭体系的发展及应用前景 |
| 1.4 超碱金属的概念及研究现状 |
| 1.5 本论文的研究内容及意义 |
| 第二章 理论基础和计算方法 |
| 2.1 分子轨道理论 |
| 2.1.1 闭壳层分子的HFR方程 |
| 2.1.2 开壳层分子的HFR方程 |
| 2.2 电子相关问题 |
| 2.2.1 电子相关能 |
| 2.2.2 耦合簇方法(Coupled Cluster Method,CC) |
| 2.2.3 微扰理论方法 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.4 基组问题 |
| 2.4.1 基组的选择 |
| 2.4.2 基组重叠误差(BSSE) |
| 第三章 单电子镁键的形成及甲基取代的影响 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 几何结构和单电子镁键 |
| 3.3.2 相互作用能 |
| 3.3.3 简谐振动频率 |
| 3.3.4 AIM分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 包含多个路易斯酸的π-铍键和π-镁键体系 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 几何结构 |
| 4.3.2 相互作用能 |
| 4.3.3 AIM分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 超碱金属阳离子-氮气相互作用体系 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 几何结构 |
| 5.3.2 Li_3~+和N_2配体的相互作用 |
| 5.3.3 Li_3~+在N_2复合物中的稳定性 |
| 5.3.4 核磁共振(NMR)性质 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）不同表面活性剂对晋城无烟煤的润湿降尘机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 现阶段降尘技术 |
| 1.3 润湿剂研究进展 |
| 1.3.1 表面活性剂的分类 |
| 1.3.2 表面活性剂润湿性研究进展 |
| 1.4 计算机模拟在界面吸附的研究现状 |
| 1.4.1 量子化学计算界面吸附的研究现状 |
| 1.4.2 分子动力学计算界面吸附行为研究现状 |
| 1.4.3 煤单元结构的模拟研究现状 |
| 1.5 研究意义及内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 表面活性剂对无烟煤煤尘的润湿降尘实验 |
| 2.1 实验仪器及样品 |
| 2.2 改进沉降实验 |
| 2.3 声波雾化降尘实验 |
| 2.3.1 颗粒监测系统 |
| 2.3.2 降尘实验 |
| 2.4 动态表面张力和动态接触角测量系统 |
| 2.4.1 悬滴法测量表面张力 |
| 2.4.2 动态接触角测量系统 |
| 2.5 实验结果与讨论 |
| 2.5.1 改进沉降实验结果与讨论 |
| 2.5.2 表面活性剂溶液雾化后液滴浓度 |
| 2.5.3 声波雾化降尘实验结果与讨论 |
| 2.5.4 动态表面张力结果与讨论 |
| 2.5.5 动态接触角结果与讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 表面活性剂溶液性质的模拟 |
| 3.1 分子动力学模拟方法 |
| 3.1.1 牛顿运动方程 |
| 3.1.2 分子力场 |
| 3.1.3 分子动力学模拟系综 |
| 3.2 表面活性剂在界面吸附模拟 |
| 3.2.1 界面模型构建及计算方法 |
| 3.2.2 界面吸附微观模型 |
| 3.2.3 界面形成能 |
| 3.2.4 表面活性剂分子间的相互作用 |
| 3.2.5 扩散系数 |
| 3.3 胶束的模拟计算 |
| 3.3.1 胶束与水的相互作用 |
| 3.3.2 胶束的非键能 |
| 3.3.3 水体相单分子扩散系数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 表面活性剂在无烟煤表面的吸附模拟 |
| 4.1 模型的构建和计算方法 |
| 4.2 表面活性剂对无烟煤的润湿性 |
| 4.2.1 表面活性剂与无烟煤的相互作用 |
| 4.2.2 表面活性剂聚集体非键能 |
| 4.3 表面活性剂在晋城无烟煤表面的分布 |
| 4.4 水分子在无烟煤表面的分布 |
| 4.4.1 相对浓度分布函数 |
| 4.4.2 水分子在煤表面的相对浓度分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 非离子表面活性剂聚合度对无烟煤润湿性的影响 |
| 5.1 三种非离子表面活性剂的界面性质 |
| 5.1.1 CMC界面吸附分子数 |
| 5.1.2 表面活性剂分子间的非键能 |
| 5.1.3 表面活性剂的扩散系数 |
| 5.2 三种非离子表面活性剂的胶束性质 |
| 5.2.1 胶束与水的相互作用 |
| 5.2.2 胶束的非键能 |
| 5.2.3 水体相中单分子扩散系数 |
| 5.3 表面活性剂在无烟煤表面的吸附 |
| 5.3.1 表面活性剂与无烟煤的相互作用 |
| 5.3.2 表面活性剂聚集体非键能 |
| 5.3.3 表面活性剂在晋城无烟煤表面的分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）含酚废水协同萃取剂的筛选与脱酚工艺优化控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 含酚废水的研究背景 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 煤化工废水的来源与危害 |
| 1.1.3 煤化工废水预处理工艺流程研究进展 |
| 1.1.4 脱酚处理方法 |
| 1.2 分子模拟技术 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 分子模拟计算方法 |
| 1.2.3 分子模拟的应用和进展 |
| 1.3 拟解决的关键问题 |
| 1.4 本文研究目的与内容 |
| 2 单一萃取剂与酚类物质的分子模拟 |
| 2.1 分子模拟方法 |
| 2.2 基组 |
| 2.3 萃取剂的初步确定 |
| 2.3.1 萃取剂种类的确定 |
| 2.3.2 酮类萃取剂的选择 |
| 2.4 单一萃取剂的分子模拟与结果讨论 |
| 2.4.1 构型优化 |
| 2.4.2 单一萃取剂的静电势分析 |
| 2.4.3 原子拓扑性质及自然键轨道分析 |
| 2.4.4 计算结果与相互作用能分析 |
| 2.5 醇类溶剂的选择 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 协同萃取剂与酚类物质间的分子模拟 |
| 3.1 协同萃取的模拟方法 |
| 3.2 多聚体的分子模拟计算与结果分析 |
| 3.2.1 多聚体的构型优化 |
| 3.2.2 静电势分析 |
| 3.2.3 原子拓扑性质和约化密度梯度函数分析 |
| 3.2.4 自然键轨道分析 |
| 3.2.5 相互作用能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 煤气化废水脱酚流程模拟与优化 |
| 4.1 热力学模型 |
| 4.1.1 NRTL方程 |
| 4.1.2 UNIQUAC方程 |
| 4.1.3 模型验证 |
| 4.1.4 汽液相平衡关系 |
| 4.2 协同萃取脱酚工艺流程 |
| 4.3 协同萃取流程模拟结果与讨论 |
| 4.3.1 萃取塔模拟 |
| 4.3.2 流程模拟与优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 萃取脱酚工艺流程的动态控制 |
| 5.1 温控板的选取 |
| 5.2 动态控制方案 |
| 5.3 动态模拟结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（9）选择性激光烧结用复合蜡粉制备及其分子间协同效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选择性激光烧结成型技术简介 |
| 1.1.1 选择性激光烧结成型技术原理及优势 |
| 1.1.2 选择性激光烧结技术应用现状 |
| 1.2 选择性激光烧结熔模铸造材料 |
| 1.2.1 选择性激光烧结熔模铸造材料的研究现状 |
| 1.2.2 选择性激光烧结熔模铸造材料辅助材料 |
| 1.3 炭黑和氧化石墨烯协同效应研究进展 |
| 1.4 量子化学在材料设计方面的应用 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料、设备与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 选择性激光烧结工艺实验 |
| 2.4 主要表征与性能测试方法 |
| 2.4.1 主要分析表征方法 |
| 2.4.2 材料性能测试方法 |
| 2.5 量子化学计算方法 |
| 2.5.1 Gaussian09 程序 |
| 2.5.2 密度泛函理论 |
| 2.5.3 分子中的原子理论(AIM) |
| 第3章 PEW/C/SDBS复合蜡粉协同效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型选择与计算方法 |
| 3.2.1 M~(n+)···coronene···CH_4三聚体模型 |
| 3.2.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 M~(n+)···coronene···CH_4复合物中的协同效应 |
| 3.3.2 AIM分析 |
| 3.3.3 RDG分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 PEW/GO/SDBS复合蜡粉协同效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型选择与计算方法 |
| 4.2.1 Na~+···GO···CH_4三聚体模型 |
| 4.2.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 二聚体结构与相互作用 |
| 4.3.2 Na~+···GO···CH_4复合物中的协同效应 |
| 4.3.3 AIM分析 |
| 4.3.4 RDG分析 |
| 4.3.5 GO···(CH_4)n(n=1~10)簇密度泛函活性理论分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 新型复合蜡粉制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合蜡粉制备 |
| 5.2.1 复合蜡粉配比试验 |
| 5.2.2 复合蜡粉烧结性能实验 |
| 5.3 复合蜡粉性能表征 |
| 5.3.1 复合蜡粉试件力学性能分析 |
| 5.3.2 微观组织形貌观察 |
| 5.3.3 复合蜡粉物理性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 新型复合蜡粉工程化应用技术研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 复合蜡粉SLS工艺优化 |
| 6.2.1 正交实验设计 |
| 6.2.2 实验结果 |
| 6.3 复合蜡粉成型件后处理工艺 |
| 6.4 复合蜡粉成型件熔模铸造工艺验证 |
| 6.4.1 蜡模处理 |
| 6.4.2 制壳工艺 |
| 6.4.3 脱蜡工艺 |
| 6.4.4 型壳焙烧 |
| 6.4.5 浇注工艺 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新之处 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及来源 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 课题来源 |
| 1.2 激光烧结技术的国内外发展现状及发展前景 |
| 1.2.1 激光烧结技术的产业现状 |
| 1.2.2 激光烧结技术的发展前景 |
| 1.3 生物质激光烧结材料的研究进展 |
| 1.3.1 激光烧结技术耗材的种类及特性要求 |
| 1.3.2 常见的生物质激光烧结耗材 |
| 1.3.3 聚乳酸基激光烧结耗材的国内外研究情况 |
| 1.4 激光烧结成型过程的数值计算及模拟分析研究 |
| 1.4.1 激光烧结工艺优化的研究方法及现状 |
| 1.4.2 激光烧结热作用过程的研究现状 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 1.5.1 研究的目的 |
| 1.5.2 研究的意义 |
| 1.6 主要研究内容及技术路线 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 2 纤维素/聚乳酸的材料制备及性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纤维素/聚乳酸的组分选取 |
| 2.2.1 聚乳酸粉末的化学结构分析与组分选取 |
| 2.2.2 纤维素粉末的化学结构分析与组分选取 |
| 2.3 纤维素/聚乳酸理化性质的表征 |
| 2.3.1 纤维素/聚乳酸理化性质的检测仪器 |
| 2.3.2 纤维素/聚乳酸理化性质的测试 |
| 2.4 纤维素/聚乳酸理化性质的分析 |
| 2.4.1 纤维素/聚乳酸组分的粒径分布 |
| 2.4.2 纤维素/聚乳酸的粉床密度 |
| 2.4.3 纤维素/聚乳酸的微观形貌 |
| 2.4.4 纤维素/聚乳酸的热性能 |
| 2.4.5 纤维素/聚乳酸的结晶性分析 |
| 2.4.6 纤维素/聚乳酸的流变性能 |
| 2.5 纤维素/聚乳酸的制备与激光烧结可行性分析 |
| 2.5.1 纤维素/聚乳酸的制备工艺 |
| 2.5.2 聚乳酸基共混物的激光烧结可行性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 纤维素/聚乳酸激光烧结分子建模及动力学模拟分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纤维素/聚乳酸系统的动力学分析 |
| 3.2.1 分子动力学的运算过程及算法 |
| 3.2.2 力场的选取 |
| 3.2.3 系统势能的计算方法 |
| 3.2.4 平衡系综的选取 |
| 3.3 纤维素/聚乳酸分子模型的建立与结构优化 |
| 3.3.1 PLA 3001D分子模型的建立 |
| 3.3.2 α-纤维素分子模型的建立 |
| 3.3.3 建立纤维素/聚乳酸共混物及其界面的分子模型 |
| 3.4 组分配比对纤维素/聚乳酸相容性的影响 |
| 3.4.1 Floy-Huggins相互作用参数法 |
| 3.4.2 径向分布函数g(r)法 |
| 3.4.3 分子间相互作用能(ΔE)法 |
| 3.5 纤维素/聚乳酸激光烧结过程的分子热运动模拟分析 |
| 3.5.1 热作用对纤维素/聚乳酸体系的分子运动的影响 |
| 3.5.2 温度对纤维素/聚乳酸体系相容性的影响 |
| 3.5.3 纤维素/聚乳酸组分界面分子运动的热影响模拟分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 激光烧结成型机理及温度场的模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理分析 |
| 4.2.1 激光能量密度及热源模型的计算分析 |
| 4.2.2 激光烧结成型热作用机理分析 |
| 4.2.3 激光烧结熔池的形成及动力学分析 |
| 4.2.4 纤维素/聚乳酸激光烧结液相烧结的演变过程 |
| 4.3 激光烧结成型温度场的数学模型 |
| 4.3.1 激光烧结粉床的热传导方程 |
| 4.3.2 纤维素/聚乳酸材料热性能的数学模型 |
| 4.4 激光烧结温度场的有限元模型构建 |
| 4.4.1 建立激光烧结温度场有限元模型的流程及初始条件 |
| 4.4.2 建立激光烧结温度场的有限元模型 |
| 4.5 纤维素/聚乳酸激光烧结温度场的模拟与分析 |
| 4.5.1 激光作用时长对瞬态温度场的影响 |
| 4.5.2 工艺参数对温度场的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 纤维素/聚乳酸激光烧结实验及制件成型性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 组分配比对纤维素/聚乳酸激光烧结制件成型性能的影响 |
| 5.2.1 激光烧结制件成型性能的表征 |
| 5.2.2 组分配比实验结果分析 |
| 5.3 工艺参数对激光烧结制件成型性能的影响 |
| 5.3.1 基于全因子试验设计方法的实验分析 |
| 5.3.2 工艺参数对激光烧结制件尺寸精度的影响 |
| 5.3.3 工艺参数对激光烧结制件微观结构的影响 |
| 5.3.4 工艺参数对纤维素/聚乳酸激光烧结的影响机制 |
| 5.4 打印方向对激光烧结制件成型性能的影响研究 |
| 5.4.1 激光烧结制件的打印方向的选定 |
| 5.4.2 打印方向对激光烧结制件密度的影响 |
| 5.4.3 打印方向对激光烧结制件尺寸精度的影响 |
| 5.4.4 打印方向对激光烧结制件力学性能的影响 |
| 5.4.5 打印方向对激光烧结制件微观组织的影响 |
| 5.5 退火处理工艺对激光烧结制件成型性能的影响 |
| 5.5.1 退火处理对激光烧结制件的密度和尺寸精度的影响 |
| 5.5.2 退火处理对激光烧结制件的力学性能的影响 |
| 5.5.3 退火处理对激光烧结制件的微观形貌的影响 |
| 5.5.4 退火处理对激光烧结制件的结晶性能的影响 |
| 5.5.5 三种优化工艺方法的对比分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
四、分子间作用能的计算与分配（论文参考文献）
- [1]基于氢键机理的咪唑型ILs萃取分离含醇体系共沸物及工艺优化[D]. 徐颖. 青岛科技大学, 2021(01)
- [2]离子液体与低共熔溶剂在碳捕集与低碳醇分离过程的分子模拟[D]. 张万祥. 青岛科技大学, 2021(01)
- [3]组合QM/MM方法在计算脱羧反应的溶剂效应及水溶液和蛋白中二硫键交换反应机理中的应用[D]. 周少渊. 吉林大学, 2021(01)
- [4]基于分子动力学的改性剂与沥青相容性及改性沥青黏附性研究[D]. 李池璇. 南京林业大学, 2021(02)
- [5]水的氢键反协同效应及相关调参数方法理论研究[D]. 李丹慧. 吉林大学, 2021(01)
- [6]含不同给电子体的弱相互作用体系的理论研究[D]. 于丹. 吉林大学, 2021(01)
- [7]不同表面活性剂对晋城无烟煤的润湿降尘机制研究[D]. 李仲文. 太原理工大学, 2021(01)
- [8]含酚废水协同萃取剂的筛选与脱酚工艺优化控制的研究[D]. 王玉军. 青岛科技大学, 2021(01)
- [9]选择性激光烧结用复合蜡粉制备及其分子间协同效应研究[D]. 姜乐涛. 中北大学, 2021(01)
- [10]纤维素/聚乳酸激光烧结成型机理及实验研究[D]. 张慧. 东北林业大学, 2021