小分子在聚[1-三甲基硅烷-1-丙炔]與氧化亞銅表面吸附和擴(kuò)散的模擬研究.pdf

1、本論文使用分子動(dòng)力學(xué)和第一性原理計(jì)算分別研究了小分子在高分子的滲透行為和氣體分子在金屬氧化物表面的吸附解離動(dòng)力學(xué)過(guò)程。主要內(nèi)容包括兩個(gè)部分:一是小分子在聚[1-三甲基硅烷-1-丙炔](PTMSP)中的溶解和擴(kuò)散行為;二是H2S在Cu2O(111)的吸附和解離動(dòng)力學(xué)過(guò)程.
　　 一方面,我們使用分子動(dòng)力學(xué)和巨正則系綜蒙特卡洛模擬研究了PTMSP膜用于有機(jī)蒸氣/永久氣體分離的性能.計(jì)算的永久氣體和有機(jī)蒸氣在PTMSP中的擴(kuò)散系數(shù)和溶

2、解系數(shù)與實(shí)驗(yàn)值吻合得比較好,并且與分子的有效直徑和氣體分子的臨界溫度相關(guān).研究結(jié)果表明,PTMSP高的有機(jī)蒸汽/永久氣體滲透選擇性可以歸結(jié)于其高的溶解選擇性。通過(guò)分析滲透分子的平均質(zhì)心位移和PTMSP的自由體積和分布可以從微觀上解釋這些行為.
　　 另一方面,我們利用密度泛函理論研究了H2S在Cu2O(111)的吸附和分解.我們研究了H2S和SH,S,H在Cu2O(111)的最佳吸附位.我們發(fā)現(xiàn),H2S弱吸附于Cucsa位置.但

3、是,SH和S的S原子與周圍的兩個(gè)Cucus原子和一個(gè)Cucsa原子形成金字塔結(jié)構(gòu),其強(qiáng)烈地吸附于Cu2O(111)。H原子強(qiáng)烈地吸附于Cucus位。我們也確定了H2S和SH脫氫過(guò)程的最小能量路徑.H2S(ad)→SH(ad)+H(ad)反應(yīng)的能勢(shì)壘較低,并且是放熱的.但是,SH(ad)→S(ad)+H(ad)反應(yīng)不容易發(fā)生,SH可能穩(wěn)定的存在于Cu2O(111)表面.
　　 本文的研究結(jié)果對(duì)小分子在高分子薄膜中的滲透過(guò)程和工業(yè)催