导　　师： 钟伟荣

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 暨南大学

摘　　要： 集体扩散系数是表征流体粒子的输运扩散性质的重要参数,其有两种获得方式:一是通过自扩散系数间接计算;二是直接通过菲克定律得到。一般来讲,粒子的扩散空间是有限的,因此粒子的扩散更多是受限扩散。然而,一些研究者将受限扩散当成自由扩散来处理,这种处理方法导致结果有较大差异,给实验验证造成困扰。因此有必要探讨有限空间下的集体扩散系数各种计算方法的优劣。另外,在流体粒子集体扩散中,非对称效应常常会导致一些特殊现象的出现,比如质量流的不对称和粒子取向的不对称,在粒子的分离上具有潜在的应用价值。本论文通过多种模型,采用分子动力学和蒙特卡洛方法对受限环境下集体扩散系数的计算方法和粒子输运扩散中的非对称效应进行研究。研究内容分为三部分:第一、研究受限空间下流体分子的输运扩散系数。发现受限空间下分子扩散系数与取样时间相关,本文回答了集体扩散系数两种计算方式的一些疑问,比较了各自的优劣,提出了一种合适的方法来计算受限环境下的自扩散系数和集体扩散系数。第二、研究非对称双原子分子的集体扩散行为。结果表明,在二维双原子分子集体扩散过程中,分子的取向并非均匀分布,分子本身的非对称性、温度梯度、浓度梯度会直接影响分子的取向,影响机制可以通过昂萨格公式来解释。第三、构建非对称纳米管道,研究流体环境下钾和钠离子的集体扩散。发现在交变电场作用下,非对称微通道可产生定向离子输运,而且钠离子、钾离子的对应的定向流方向可以相反。研究结果为纳米通道中钾、钠离子的分离提供潜在方法。更多还原

关 键 词： [3549277]自扩散 输运扩散 [6782097]分子取向 非对称 离子分离

分 类 号： [O552.4]

领　　域： []