离子液体关联长度及相不稳定性研究

来源 :中国科学院理论物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wodeweibo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
对离子液体而言,研究最为广泛的模型是restricted primitive model(RPM),这个模型将正负离子看成是相等大小的硬球,每个硬球带相等大小的电荷,浸没于介电常数为ε的介质中,正负离子数目相等,整个系统呈现电中性。本论文主要用积分方程的方法对离子液体RPM进行了研究,研究主要包括两个方面:关联长度和相不稳定性分析,研究都是基于数值计算求解积分方程组得到的系统的关联函数。   第二章对积分方程理论进行了详细介绍,积分方程组由Ornstein-Zernike(O。Z.)方程和闭合方程所组成,O.Z.方程从直观上很容易理解,它表示系统中任意两个离子间的总关联是它们之间的直接关联和所有间接关联的总和。相应的,一个O.Z.方程中就包括了两个未知函数:直接关联函数和总关联函数。要求解这两个函数,则还需要一个表达这两个函数之间关系的方程,这就是闭合方程。闭合方程中有些项不能精确给出,所以只能用它来描述关联函数和离子间相互作用势的近似关系。文中提到了很多种闭合近似,作者采用的是referencehvpernetted chain(RHNC)近似,与Monte Carlo(MC)模拟的结果相比较,这个近似得到了很好的结果,因此到目前为止,RHNC近似是研究电解质溶液模型最好的近似。   作者采用迭代方法求解RHNC积分方程组得到了RPM的关联函数,根据关联函数,作者在第三章中研究了离子液体两个重要的关联长度:Lebowitz长度和密度一密度关联长度。Lebowitz长度是与电荷涨落相联系的一个关联长度,它表征系统中离子所形成中性团的大小。文中将得到的Lebowitz长度与MC模拟以及generalized Debye-Huckel(GDH)理论得到的结果进行了比较,后者被认为是迄今为止在研究离子液体电荷和密度关联方面最好的理论。比较的结果显示RHNC积分方程与MC的结果符合得更好,随着密度的增加和温度的降低,GDH的结果越来越偏离MC和RHNC的结果,当温度降低到一定时候计算结果甚至会发散,这表明对于离子液体关联性质的研究,RHNC积分方程方法比GDH更好,GDH理论在很大密度范围内并不精确甚至是不适用的。作者用RHNC积分方程的方法在不同密度和温度情况下研究了Lebowitz长度。作者研究的另外一个关联长度是密度—密度关联长度,主要着眼于它在趋近气—液相不稳定线时的行为(临界点对应气—液相不稳定线上的最高温度点)。作者发现在趋近气—液相不稳定线(包括临界点)时,密度—密度关联长度按照类似于平均场的规律发散。   第四章研究了RPM的相不稳定性,作者采用的相不稳定性的分析方法可以精确地描述混合液体相变特性,其基本出发点是考虑巨势Q在平衡点附近随单离子密度的微小涨落的变化,用系统的关联函数来研究二元系统的相不稳定性。这种方法不仅能得到相不稳定线,而且能判定相变类型。通过分析,作者发现对于RPM,只存在密度涨落不稳定引起的凝结相变。作者得到了系统的相不稳定线,并且根据相变均匀与否,作者可以清楚地区分气—液相变与液—固相变。将作者的结果与计算机模拟得到的相图进行比较可知,对液—固相不稳定线,作者的结果与模拟结果只是在定性上一致,对气—液相不稳定线,作者的结果与模拟的结果符合地比较好。
其他文献
学位
作为自然界的本质属性之一,手性(Chirality)及手性识别(Chiral recognition)在生物、医药、农业、食品及环境等方面起着非常重要的作用。因此,迫切需要简单、快捷、可靠、灵敏
过渡族金属化合物的研究长期以来一直是凝聚态物理研究领域一个非常重要的组成部分,尤其是自上个世纪80年代和90年代人们分别在3d过渡族金属Cu基氧化物和Mn基氧化物中发现高温
我总寻思着一件事:既然孙猴子一个跟斗能翻十万八千里远,那三藏为什么不直接让孙猴子背着自己去西天,非要自己走那么远的路?  后来才想明白:就算是到了如来跟前,没受尽九九八十一难,也取不到经。简而言之,你有手段来,但你没资格取。  所以说,彻彻底底的成功,是从寸步寸步的苦行中来的。  介甫诗:“伊吕两衰翁,历遍穷通,一为钓叟一耕佣……直至如今千载后,谁与争功?”穷通之辩不无道理,苦行的确是一种积淀。苦
深海远程脉冲声传播是深海远程水声通信、深海远程探测与定位、海洋声学层析及大洋声学测温等技术的物理基础。近年来,随着我国“走向深蓝”海洋战略的逐步实施,对深海远程声传
金属纳米粒子增强荧光理论和应用研究一直是近年来研究的热点。这种增强荧光光谱被广泛应用于探测、成像、医疗等研究领域。其中一个非常重要的应用就是利用金属纳米粒子结合
贵金属纳米材料具有独特的物理、化学性质,在催化、传感器件、光电子器件、生物技术、生物医学等方面具有重要应用,一直是人们研究的热点。与零维、一维纳米结构相比,贵金属二维
高能强子对撞产生底夸克偶素(即T)的截面和极化度是验证非相对论量子色动力学(NRQCD)因子化方法的重要依据之一。本文介绍了在大型强子对撞机(LHC)上的CMS探测器用μ+μ-衰变
对重夸克偶素的产生和湮灭过程的研究一直是重夸克偶素物理领域的前沿和热点。本文在非相对论量子色动力学(NRQCD)框架下,讨论了B工厂中J/ψ的遍举产生过程e+e-→J/ψ+ηc,e+e
光催化技术可以直接运用太阳能将有机污染物氧化降解为CO2、H2O以及其它多种无机盐离子,是一种令人满意的环境友好类污染治理的前沿技术。但是TiO2、ZnO等传统的光催化剂在应