基于化学缔合的链状YUKAWA流体的状态方程

从Yukawa流体出发 ,采用化学缔合的统计力学理论建立了链状Yukawa流体的分子热力学模型 ,其亥氏函数由作为参考流体的硬球Yukawa流体的贡献和链节成键的贡献两部分组成 .采用链长为 2的链状Yukawa流体压缩因子的MonteCarlo模拟结果关联得到成键贡献项中空穴相关函数 ,对势能函数参数λ =1 8和λ =3 0时链长为 4和 8的链状Yukawa流体的压缩因子的预测与MonteCarlo数据能很好地吻合 ,比Wang和Chiew的微扰理论结果更好 .

用Yukawa状态方程和重整化群理论计算链状流体的汽液相平衡

结合重整化群 (RenormalizationGroup ,RG)理论和适用于链状流体的Yukawa状态方程 ,研究了 10个非极性链状流体和 6个缔合流体的汽液相平衡和临界性质 .16个体系的临界温度Tc,临界压力pc 和临界密度 ρc 的计算值和实验值之间的平均相对偏差 (ARD %)分别为 0 44 %,1 3 1%和 1 0 1%.

链状流体的分子热力学模型(Ⅰ)──纯物质

实际链状流体的分子热力学模型表示为参考流体（硬球链流体）的贡献与一微扰项之和.作者先前建立的硬球链流体的状态方程用于计算参考流体的性质，用Alder等人对方阱流体的计算机模拟结果计算微扰项的贡献，从而建立了实际链状纯流体的分子热力学模型.该模型具有非常简单的形式，用三个与温度无关的分子参数（分子的链数，链节的直径和链节间的方阱位能阱深）可以较好地关联从球形小分子到链状高分子、分子间没有氢键作用的流体的饱和蒸汽压。

用微扰理论研究链状流体的状态方程

本文用微扰理论建立了链状流体的分子热力学模型，并给出了体系Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ自由能函数及状态方程的表达式。对非极性流体，体系的热力学性质由硬球作用、成链作用及色散作用三部分组成。对极性链状流体，分子间作用还包括偶极作用及诱导作用。将此模型应用于正烷烃及正一元醇的计算，同时关联纯液体的密度和饱和蒸汽压，结果与实验值符合良好。本文中所用的参数具有明确的物理意义。与前人的工作相比较。

链状流体的分子热力学模型 Ⅲ.混合物pVT和三元汽液平衡计算

将链状流体混合物的分子热力学模型应用于二元混合物ｐＶＴ数据关联和三元汽液平衡数据的预测。结果表明，本模型用一个可调相互作用参数可以拟合二元混合物ｐＶＴ数据。利用实验数据拟合得到二元相互作用参数，能令人满意地预测三元混合物的汽液平衡数据。

链状流体的分子热力学模型(IV)高分子系统的液液平衡计算

将作者先前提出的链状流体混合物的分子热力学模型应用于高分子系统液液平衡的计算，对具有最高会溶温度（UCST)和最低会溶温度（LCST）的高分子共混物的液液平衡，采用两个相互作用参数可以取得令人满意的关联结果。对具有LCST的高分子溶液的液液平衡计算，需对高分子链长作适当调整。

链状分子流体混合物热力学性质的预测模型

本文在张秉坚[1] 改进 Barker- Henderson微扰理论的基础上 ,将理论推广应用到链状分子流体混合物热力学性质的计算 .推导过程中采用了 Wertheim[2 ]等人的链成键理论和类似 Hino- Prausnitz[3]的流体混合法则 ,导出了链状方阱势分子流体混合物热力学性质的解析表达式 .能够计算热力学一致的Helmhotz自由能、压缩因子、内能和恒容热容 .

基于密度泛函理论研究二元排斥Yukawa流体的表面结构性质

基于自由能密度泛函理论(DFT)考察了二元排斥Yukawa(HCRY)流体在不同外场下的密度分布.基于微扰理论,体系的Helmholtz自由能泛函采用硬球排斥部分和长程色散部分贡献之和,其中Kierlik和Rosinberg的加权密度近似(WDA)被用来计算硬球排斥部分,而色散部分采用平均场理论(MFT)进行描述.为了验证DFT计算结果的合理性,研究中采用巨正则Monte Carlo(GCMC)模拟计算了在不同主体相密度、硬核直径和位能参数比的条件下二元HCRY混合流体的密度分布.结果表明,该DFT计算结果与GCMC模拟值吻合良好.

硬核Yukawa流体中胶体粒子间的耗尽势

基于Roth、Evans和Dietrich有关耗尽势的密度泛函理论研究了硬核Yukawa(HCY)流体中胶体粒子间的耗尽势.在极稀溶液条件下,通过计算两个胶体粒子在不同条件下的耗尽势,分析了HCY流体的相关因素对耗尽势的影响.结果表明,胶体粒子与溶剂分子的尺寸比率、HCY流体分子间的相互作用、HCY流体分子的体相密度以及胶体粒子与流体分子之间的相互作用等因素均可对胶体粒子间耗尽势产生显著影响.研究结果可为实验上调控胶体粒子间的相互作用提供可能的线索.

链状分子状态方程的推导及热容的推算

在 Barker- Henderson, Zhang以及 Wertheim等微扰理论的基础上 ,以方阱势硬球流体为参考体系 ,将 Zhang的解析表达方法与 Wertheim的链成键自由能的处理方法结合起来 ,推导出自由链接的链状分子流体的 Helmholtz自由能的解析表达式 ,并得到了压缩因子、内能、恒容热容等热力学性质的计算式 .计算结果与 MC(Monte Carlo)模拟结果吻合良好 .对 Zhang的解析表达式与 ' TPT- D' (二阶 Wertheim微扰理论 )的结合也作了推导和计算 .

含临界点的统计缔合流体理论研究(Ⅰ)非极性流体

从适合于临界点的计算出发 ,对统计缔合流体理论方程进行改进 :(1)对链状分子的每个链节考虑其非球形度 ;(2 )提出必须考虑链节成链时对色散作用的影响 .建立了扩展的统计缔合流体理论状态方程 ,对于正构烷烃和异构烷烃的计算表明 ,该方程计算温度范围大 ,从低温区到临界区 ,特别是在临界点附近精度有明显提高 ,临界点的计算值和实验值基本符合 .扩展了理论状态方程的适用性 。

电流变液及其性能研究

研制了两类不同重量比的电流变液，然后对基于硅油的几种配比的电流变液进行了微观结构研究，发现这一类电流变液的确存在链状结构，链的多少和粗细与液体的重量比和外加电场强度的大小有关。最后对两类电流变液分别进行了静态和动态特性实验，发现液体的重量比和外加电场强度对性能影响很大，所制得的电流变液可以认为是一种宾汉流体。

基于化学缔合统计理论的链状流体状态方程

基于化学缔合统计理论的链状流体状态方程(EOS)能够反映实际分子的形状、链节成链、缔合等具体信息,在实际流体热力学性质计算中有着广泛应用.一般的链状流体EOS仅考虑相邻链节间的相关性,我们则借助统计力学和计算机模拟结果在模型中纳入了相间链节间的相关性,获得的硬球链流体(HSCF)模型能够更好地预测模型流体的压缩因子和第二维里系数.以HSCF为参考,引入方阱色散微扰项获得了实际方阱链流体(SWCF)EOS;结合根据黏滞球模型导得的缔合项,进一步构建了缔合流体EOS.最近,我们根据微扰理论和积分方程方法又开发了一新的变阱宽方阱链流体(SWCF-VR)模型.SWCF和SWCF-VREOSs可很好地用于计算小分子、聚合物、离子液体等纯流体及混合物的相行为、热焓、表面张力、黏度等热力学及传递性质,显示了模型良好的工程应用价值.本文就本课题组多年来在自由空间范畴内基于化学缔合统计理论开发链状流体EOS及其实际应用作系统的总结.

高压下长链分子的自扩散系数研究

在Lennard-Jones流体自扩散系数方程的基础上，结合链状硬球流体自扩散系数的分子模拟数据，提出了链状Lennard-Jones流体的自扩散系数方程。将所提出的方程应用于计算长链烷烃和硅油在0.1~600MPa下的自扩散系数，其平均相对偏差在10%以内，计算结果优于自扩散系数的粗糙Lennard-Jones模型。

链状方阱流体的状态方程研究

为研究链状分子物质（如烷烃等）及其混合物的热力学性质，应用Ｗｅｒｔｈｅｉｍ的热力学微扰理论，在链状硬球流体状态方程的基础上，发展得到了链状方阱流体的状态方程。它可以表示成三部分：硬球贡献、方阱吸引势能贡献和成键贡献。在计算成键对压缩因子的贡献时，考虑到了成键对组成链的原子之间径向分布函数的影响。用得到的状态方程计算不同链长的链状方阱流体的压缩因子，其结果与分子模拟数据符合较好。

高分子溶液气液平衡的测定与关联

采用静态蒸气吸收法测定了在 30 8.1 5 K时苯、甲苯与聚苯乙烯 ( PS)、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)、聚醋酸乙烯酯 ( PVAc)构成的 6个单溶剂 -高分子系统的气液平衡数据 ,用

改进SAFT方程用于链状分子流体PVT性质的计算

采用Chiew的硬球链方程描述分子间的排斥作用 ,改进了SAFT状态方程。对烷烃、环烷烃、芳香烃、酮、卤代烃和聚合物体系PVT性质的计算结果表明 ,改进后的SAFT状态方程进一步提高了计算精度 ,初值的敏感性降低 ,模型参数呈良好的规律性 ,为提高模型对聚合物溶液相平衡预测能力奠定了良好的基础。

新疆包古图中酸性侵入体成岩-成矿地球化学研究

新疆西准噶尔包古图地区是中亚成矿域的重要组成部分,区内分布着1个大型铜矿,1个大型金矿和20多个小型金矿点,铜、金成矿作用与区内的中酸性侵入体密切相关。包古图中酸性侵入体岩性组成相似,

基于格子的链状流体分子热力学模型

格子模型是高分子溶液理论最常采用的流体模型,在此基础上建立的分子热力学模型在流体混合物的热力学性质、相平衡行为的计算等方面有广泛的应用.最近,我们对基于格子的混合亥氏函数模型重新进行了审视,采用统计力学理论推导与计算机模拟相结合的现代分子热力学研究方法建立了新的分子热力学模型,可以反映高分子链枝化、配位数、链刚性、共聚物链组成、氢键、压力等的影响,对小分子系统和高分子溶液的热力学性质和相平衡关系的计算不仅与Monte Carlo模拟结果吻合,比现有其他理论预测效果更好,对高分子溶液、离子液体混合物等实际系统的相平衡计算也取得令人满意的结果,显示出模型优越的工程应用价值.本文对上述工作进行了系统总结.