Dissipative Particle Dynamics Simulations of Domain Growth and Phase Separation in Binary Immiscible Fluids

用并行耗散粒子动力学方法研究了二维和三维体系中不同淬火深度下二元不相容流体旋节线分离的相区增长过程. 在二维体系中,在浅度淬火条件下得到了动力学标度指数为1/2的融合机制和2/3的惯性流体动力学机制,在深度淬火情况下发现了有限尺寸效应. 在三维体系中,浅度淬火条件下n=1/3的扩散机制和两种不同淬火深度下n=2/3的惯性流体动力学机制. 由于耗散粒子动力学软相互作用势的本质,所以粘性效应无法被清晰地反映,在该时间区间里,不论是浅度还是深度淬火都表现出n=1/2的指数关系.     

铁磁金属薄膜纳米点连接的各向异性磁电阻

首次运用电子束光刻技术和真空沉积技术在硅片表面制备了宽度在20纳米Ni80Fe20薄膜铁磁金属纳米点连接,通过对铁磁金属薄膜纳米点连接样品在不同温度下的磁电阻和I~V的研究,得出宽度在20纳米的铁磁金属薄膜纳米点连接中所观察到的磁电阻现象是各向异性磁电阻,其导电行为主要是金属导体导电行为,受量子化电导作用较小;通过对宽...     

UMCM-1-NH_2的后合成修饰及在制备β-氨基醇反应中的应用

采用后合成修饰(PSM)技术将水杨醛锚装到UMCM-1-NH_2上,得到席夫碱功能化的多孔金属-有机骨架化合物UMCM-1-NH-Sal,在该化合物孔道内的席夫碱N、O原子上螯合铜离子得到UMCM-1-NH-Sal-Cu催化剂,并用核磁共振氢谱(1H NMR)、X射线衍射(PXRD)、热重分析(TG)、N_2吸附-脱附等手段对催化剂进行了表征,将其用于催化有机胺和环氧化物的开环反应制备β-氨基醇,结果表明该催化剂具有良好的催化效果.     

弱紫外光光催化降解2,4-二氯苯氧基乙酸、对氯酚和草酸同时产氢

考察了弱紫外光光催化氧化降解2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D)、4-氯酚(4-CP)和草酸(OA)三种模型有机污染物及其同时产氢现象.结果表明:在光催化剂1.0%Pt/TiO2(1.0 g/L)作用下,用弱紫外光分别光照含有2,4-D,4-CP和OA的三种水溶液(均为1.0 mmol/L,160 ml)悬浮体系2 h,产生了38.43,0.05及111.35μmol的氢气和73.80,4.49及175.99μmol的二氧化碳,同时污染物2,4-D和4-CP去除率分别为83.83%和36.19%.可见,低碳的有机污染物OA和芳香性有机污染物2,4-D都表现出显著的光催化降解同时产氢性能,是好的光催化产氢的电子给体,而4-CP给电子性能较差.改用强紫外光照射(其强度比弱紫外高150倍),5 min内2,4-D和4-CP的去除率达到90%以上.光照2,4-D,4-CP和OA 2 h后相应的产氢量分别为113.02,38.98和191.30μmol;二氧化碳的产量分别为195.60,31.41和306.96μmol.根据污染物组成和含量,可以设计强紫外光和弱紫外光联合使用的光催化降解有机污染物同时产氢工艺,以便高效节能地实现污染物的去除以及光能和污染物的化学能向氢气化学能的转化.     

遥爪型聚合物交联反应的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics, DPD)方法研究了稀溶液中遥爪型聚合物的交联反应过程. 考察了体系中交联度、 链长及浓度等因素对反应达到稳态时所形成的网络结构的影响, 并通过计算聚合物交联结合能(U), 统计达到稳态时特征交联结构的数量来判定各因素对体系的作用. 结果表明, 交联度决定体系的微观结构, 而聚合物链长决定交联结构的连通性. 另外, 特征环形结构数与遥爪型聚合物的浓度及链长均存在线性依赖关系.     

耗散粒子动力学模拟方法在软物质体系研究中的一些进展与应用

软物质是指处于固体和理想流体之间的复杂态物质,主要包括聚合物、表面活性剂、液晶、胶体悬浮液、以及生物大分子等。软物质能够对外界微小的作用产生强烈的非线性响应,并展现出丰富的有序自组装相态。作为一种新颖的模拟技术,耗散粒子动力学方法非常适合在介观尺度上对软物质体系的复杂行为进行合理的描述。本文对耗散粒子动力学模拟方法的发展及一些应用进行了系统评述。耗散粒子动力学模拟方法体现了分子动力学与格子Boltzmann模型的优点,通过与其它理论模型（如Flory-Huggins理论、Smoothed particle hydrodynamics模型等）相结合,该方法能够在介观尺度上有效地研究聚合物熔体和溶液体系、生物膜及囊泡体系以及胶体悬浮液等体系的行为。这些研究结果,对新材料的研发、特殊材料的制备、以及材料加工条件的选择具有十分重要的科学意义和实际应用价值。     

氢还原二氧化钛光催化降解磺基水杨酸的研究

研究了由偏钛酸在不同温度下焙烧制成的TiO2,经氢还原后用于光催化降解磺基水杨酸（SSal) 以及TiO2的漫反射光谱和荧光光谱特征。结果表明,锐钛型TiO2在经550℃ 氢还原处理120min后,光催化活性明显提高;600℃条件下焙烧制得的TiO2,经氢还原后其光催化降解SS al的反应活性最高。漫反射光谱结果表明,800℃条件下焙烧制得的TiO2,开始出现转晶现象,从锐钛型逐渐向金红石型过渡。TiO2荧光光谱的峰面积（F）和倍频峰面积（R）的比值越大。TiO2光催化降解SSal的活性越高,提出了氢还原后TiO2的光催化作用机制。     

碳纳米管表面接枝聚合物动力学的粗粒化模拟研究

本研究采用粗粒化分子动力学模拟结合随机聚合反应模型,对碳纳米管(CNT)表面以grafting-from方式接枝聚合物的接枝动力学进行了研究.研究结果表明,适当调控表面曲率可以有效提高接枝聚合物链的接枝密度.此外, CNT表面曲率对接枝聚合物链的多分散性指数也有一定影响.在引发剂位点密度较低时,接枝聚合物的分子量分布趋向于泊松分布特征.本研究在深入理解CNT表面grafting-from接枝过程的动力学主控因素,以及拓展grafting-from技术的应用等方面具有一定的理论指导意义.     

高效液相色谱结合浊点微萃取测定烟叶中麦角甾醇北大核心CSCD

本研究建立了一种简单、快速及灵敏测定烟叶中麦角甾醇的高效液相色谱新方法。方法基于脂肪酸基酸碱诱导浊点萃取(AB-CPE)技术,以己酸为萃取剂,通过加入碱诱导酸碱反应形成混浊均相,再加入酸进行相分离从而对麦角甾醇进行浊点萃取。考察并优化了影响分散液液微萃取的实验条件,包括萃取剂和分散剂种类及用量、pH和离子强度。在最优条件下,该方法在1~1000 mg/kg之间具有良好的线性关系,相关系数R^(2)≥0.997。方法的检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别是0.08 mg/kg和0.26 mg/kg,实际烟叶样品的加标回收率在92.5%~102.3%范围内,相对标准偏差(RSD)小于2.2%。该方法成功应用于烟草中麦角甾醇的定量检测。     

聚氨酯制备的多尺度模拟方案

针对聚氨酯材料特性设计了多尺度计算机模拟方案,并研究了不同原料及相同原料但不同官能度对所制备的聚氨酯材料力学性能和玻璃化转变温度的影响.基于原子级别的结构,建立了耦合聚合反应的粗粒化耗散粒子动力学模型来描述组分扩散及交联网络结构的形成过程.并反映射这个粗粒化结构到全原子级别来分析材料的力学性能和热力学性能.这个多尺度研究方案也可推广到研究多个竞争性因素同时主导的复杂体系中.