功能性纳米多孔膜构造及其流体把持机能研究

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功能性纳米多孔膜构造及其流体把持机能研究

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毕业论文范文题目：功能性纳米多孔膜构造及其流体把持机能研究，论文范文关键词：功能性纳米多孔膜构造及其流体把持机能研究
功能性纳米多孔膜构造及其流体把持机能研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：为发展进步的纳米设备须要发展存在正确的分别才能的纳米级膜材料。设计制造功能性的纳米多孔膜对发展高效的分别技巧非常关键。对纳米多孔膜而言,膜的传输速率跟抉择性重要受到流体的粘度以及孔径构造及尺寸的影响。纳米多孔膜广泛利用于微机电体系、可植入医学设备、燃料电池、海水淡化等范畴。制造一种可能通过对外界信号的反应来把持流体流动的纳米多孔膜是目前的一个研究热点。另一方面,因为燃料电池干净环保的特点,研究其中质子交换膜的构造性质也是纳米多孔膜范畴研究的一个重点课题。本文采取耗散粒子能源学方法模仿了环境响应型纳米多孔膜中接枝了聚合物刷的纳米孔的构造及流体把持性质。同时对两种常用的全氟磺酸型质子交换膜在水合过程中,不同参数对膜构造的影响进行了研究,获得了如下的研究成果：1.圆孔接枝聚合物刷的构象研究为懂得接枝环境（本文此处忽略..）响应型聚合物刷的纳米多孔膜的特点须要首先深刻研究圆孔接枝聚合物刷的构象特点。因为曲面接枝聚合物刷的实际跟数值模仿研究较少,且未构成广为接收的聚合物刷实际模型。本文将数值模仿的成果与Alexander-deGennes聚合物刷模型绝对比,研究了不同聚合物链接枝密度跟不同聚合物链长度对聚合物刷构象的影响。研究成果表明：跟着接枝的聚合物链的长度增加,聚合物单体的分布区域逐步变大,聚合物链端的分布也由管壁附近扩大到管壁中心。聚合物链可能伸展到另外半个圆柱中,聚合物刷在圆孔中心彼此穿插。在较低的接枝密度前提下,聚合物刷的高度与聚合物链的长度呈线性关联,与Alexander-deGennes聚合物刷模型相一致；在较高的接枝密度前提下,聚合物刷的高度只在较低链长前提下与聚合物链长度呈线性关联。这表明高接枝密度（略..）前提下,较长链长的聚合物刷呈紧缩聚合物刷状况。接枝密度的增大,会使聚合物单体及聚合物链端分布逐步阔别孔壁。聚合物链在垂直于部分壁面方向的拉伸程度小于Alexander-deGennes聚合物刷模型的猜测值,反应了圆孔对聚合物刷的限度作用。本文首次树破了圆孔内接枝聚合物刷的介观标准模型。针对耗散粒子能源学软势能的特点,采取虚构的圆形边界及两层壁面粒子,实现了非滑移边界前提。2.溶剂响应型纳米多孔膜流体把持特点研究本文研究了接枝了溶剂响应型聚合物刷的纳米孔对压力驱动流的把持机能。打算了不同溶剂优劣性前提下,聚合物单体的密度分布跟溶剂的密度分布。同时打算了在压力驱动流流场中,不同溶剂前提下,聚合物刷的高度跟倾斜角度,得到了溶剂的速度曲线跟浸透系数。此外,研究了溶剂浸透系数与聚合物刷接枝密度的关联。研究成（略..）果表明：在良溶剂前提下,聚合物刷伸展并妨碍溶剂流动,在不良溶剂前提下,聚合物刷塌缩并打开管道。在雷同的溶剂前提下,跟着接枝密度的增加,浸透系数逐步减小。在接枝密度较低时,浸透系数的变更范畴最大。然而,在低接枝密度前提下,纳米孔失去了对流体的把持作用。本文首次利用耗散粒子能源学方法研究了溶剂响应型纳米孔对流体的把持性质。当接枝密度σ=0.4036rc-2时,溶剂响应型纳米孔的浸透系数范畴为0.05到0.405。Adiga等利用分子能源学打算所得的浸透系数范畴为0.045～0.47。这表明了所利用的介观标准模型除了其高效性也存在相称的正确性。3.燃料电池质子交换膜的构造研究本文中采取耗散粒子能源学方法研究了Nafion膜跟SSCPFSA膜的水合构造。每种全氟磺酸聚合物分子模型由三种DPD粒子根据分子的构造彼此连接组成。本文中分辨研究了高、低（文章此处忽略..）两种当量前提下两种全氟磺酸膜的水合均衡构造,通过研究其中水团簇的分布来反应膜中孔道的构造。研究成果表明：低当量前提下,跟着水合系数值变大,水团簇由彼此孤破变为彼此连接,从而构成了全氟磺酸膜中的孔道。此外,Nafion膜的水富集区域与聚合物链粒子区域界线明显,相分别程度较高。而SSCPFSA膜的相分别程度较低。跟着体系中水体积含量的升高,水跟聚合物链的相分别程度进步了。水团簇的外形并非实际猜测的球形,而是浮现不规矩的外形。在水含量较高时,水富集区域由水团簇跟它们之间相邻的管道组成。高当量值会使得水粒子跟聚合物粒子的相分别程度变大,这在Nafion膜中表示更加明显。在水含量较低时,当量值对膜构造影响较小,而水含量较高时,当量值对膜构造的影响较大。

以上为本篇毕业论文范文功能性纳米多孔膜构造及其流体把持机能研究的介绍部分。

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