气溶胶吸湿特性的分子动力学模拟及к-K?hler理论研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xraid
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
雾霾是由大量长期稳定悬浮在大气中的细小颗粒物(如PM2.5),经过一系列复杂的理化反应后导致大气质量恶化的大气现象,雾霾的本质是稳定存在的气溶胶。随着近年来我国工业化建设及城镇化进程的加快,国内各地多次出现持续时间长、覆盖范围广的严重雾霾事件。随着对防霾治霾工作的重视及相关研究的推进,雾霾的形成机制也逐渐成为当前该领域内的关注热点之一。本次工作利用分子动力学模拟和K-Kohler理论等相关公式模型,对气溶胶体系中各组分之间的相互作用及气溶胶体系的吸湿能力进行了相关研究,主要的研究结果如下:(1)使用分子动力学模拟对由(NH4)2SO4、蒎酮酸、水组成的气溶胶体系内各组分的分布规律及相互作用进行了研究。发现气溶胶体系中各组分在分布空间上呈现出明显的层状结构。水分子在表面张力的作用下会聚拢形成球状液滴,NH4+离子和SO42-离子因强烈的静电作用而相互靠近并且集中分布在液滴的中心区域,而蒎酮酸分子则主要平铺在液滴外表面,并且亲水的羟基和羧基指向液滴内侧,疏水的烷基指向外侧。随后研究了蒎酮酸的加入对液滴表面张力的影响,结果表明蒎酮酸对液滴表面张力具有明显的抑制作用,且气溶胶体系越大,这种抑制作用就越明显。最后使用Szyszkowski经验方程对体系表面张力进行了理论计算并与模拟数据进行比对,结果显示模拟结果与经验方程的计算有着良好的一致性。(2)使用κ-Kohler理论对气溶胶体系的吸湿能力进行了理论研究。结果表明对于单组分体系而言,相对湿度越高,体系的吸湿能力越强,且无机物体系的吸湿能力普遍强于有机物体系。而对于有机物体系而言,吸湿能力与有机物的极性强弱呈负相关的变化趋势,同时发现有机物的加入会对无机体系的吸湿能力造成一定程度的抑制结果。在此之后研究了颗粒尺寸对吸湿能力的影响,发现粒径增长有助于体系吸湿能力的提升。最后对真实大气组成气溶胶体系的吸湿特性进行了研究,结果表明在空气质量逐渐由好变差的转变过程中,气溶胶体系中各组分的含量在不断变化,同时体系的吸湿能力也在不断增强。利用κ-Kohler理论研究了气溶胶体系中各组分含量的变化对体系吸湿能力的影响程度,发现无机物含量的增多、有机物含量的减少会在最大程度上提高体系的吸湿能力。对比研究了各组分对吸湿性能的影响程度,结果表明(NH4)2S04对吸湿性的促进作用最为明显。(3)利用Szyszkowski经验方程和表面膜理论对κ-Kohler理论中有机物造成的表面张力项的偏差进行了修正。两种经验公式的计算均表明有机物的加入会对液滴表面张力产生非常明显的抑制效应。最后对比了使用主体相水表面张力参数绘制的Kohler曲线及使用两种经验公式修正过表面张力参数后绘制的Kohler曲线,结果表明表面张力项数值的差异会使最终绘制的吸湿增长曲线出现一定程度的偏移,对表面张力项修正后得到的计算结果更接近实验值。
其他文献
水资源短缺是限制干旱区棉花产量提高的最重要制约因素。棉花是耐旱性较强的作物,探寻通过农田水分调控,充分挖掘棉花生物节水潜能,是实现棉花高产节水的关键途径之一。为此,
近年来,研究发现独角莲具有抗肿瘤作用,在民间,肿瘤患者用独角莲治疗多种癌症,民间应用的剂型主要为独角莲的水煎剂或者用独角莲浸泡制成的药酒,民间这一用法是否确实有效,若
金龙2储层致密油油气资源丰富,但是储层埋深大,物性差,非均质性强,砂体变化快,油水关系复杂,储层改造难度大,采用常规的储层开发方案都很难取得突破。针对以上难题,开展了以金龙2地质特征的地质建模,岩石力学建模,体积改造裂缝模拟和施工参数优化等研究,形成了针对金龙2井区地质工程一体化的特色改造技术:(1)结合金龙2储层地质特征及单井钻井,测井解释资料,采用序贯指示模拟等手段,通过对岩相模型进行质控,建
目的本课题包括三方面内容,一是利用传统培养法检测垃圾场和养殖场中家蝇体表携带的菌种,探究各生境间家蝇体表携带细菌的异同,根据检测到的条件致病菌和致病菌协助作业者及
小麦赤霉病是危害粮食产量和安全的一种全球性病害,在气候条件适宜的条件下易暴发流行,危害面广且难以防控。在我国,引起赤霉病的主要病原菌是禾谷镰刀菌(Fusarium gramineri
目的大多数胃肠神经影像关注于功能性胃肠病或胃肠内侵入性刺激的研究,比如,球囊扩张,甚少有研究报道健康被试者,尤其生理性进食相关的静息态默认网络的研究。本研究利用静息
石蒜碱(Lycorine)被发现具有抗肿瘤作用以来,一直是国内外研究的热点。它是一种异喹啉类生物碱,尤其在石蒜科植物文殊兰或者石蒜鳞茎中含量丰富。在体外实验中,石蒜碱对很多
目的:测量延边地区朝鲜族和汉族小学生血清游离脂肪酸(fee fatty acid,FFA)和多种代谢指标,分析FFA分布特征及其与不同代谢指标的关联程度。方法:于2010年8月—2012年8月,在
文章从建筑师的角度总结回顾了新中国成立以来国防工程发展历史,结合新军科使命要求和职能定位,牢牢把握"面向战场、面向部队、面向未来"这一根本方向,在梳理分析国防工程特
目的:脓毒症常导致肺、肝、肾等多脏器衰竭,机械通气是呼吸衰竭时必不可少的呼吸支持方法,但也可造成机械通气相关性肺损伤。新近研究表明,机械通气一方面快速纠正低氧血症,