当系统中所有组分的链长均为1时, 称为Ising格子系统.;基于格子的链状流体分子热力学模型

中国科学 B 辑:化学 2008 年 第 38 卷 第 11 期: 947 ~ 956 www.scichina.com chem.scichina.com 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS

Ising格子模型是一个理想化的模型, 它要求不同分子的体积大小完全相等, 只有处于相邻格子上的分子才存在van der Waals相互作用, 格子的邻座数为6(简单立方格子). 实际分子并不这么简单, 例如不同分子的大小不可能完全相等, 一般液体的邻座数大多在8~12之间, 分子之间也不仅仅只有van der Waals相互作用, 特别是对于液液分相的系统, 分子间常常存在氢键等定向作用. 尽管如此, 基于Ising格子的分子热力学模型对于由摩尔体积相近的组分组成的系统仍是适用的,

基于格子的链状流体分子热力学模型

辛琴, 许笑春, 黄永民, 彭昌军, 刘洪来*, 胡英

华东理工大学化学工程联合国家重点实验室, 化学系, 上海 200237

* 联系人, E-mail: hlliu@ecust.edu.cn

收稿日期：2008-07-28; 接受日期：2008-10-05

国家自然科学基金项目(批准号：20736002, 20776040)、国家重点基础研究发展计划(编号：2009CB219902), 教育部长江学者与创新团队发展计划项目(编号：IRT0721)和高等学校学科创新引智计划项目(编号：B08021)资助 摘要格子模型是高分子溶液理论最常采用的流体模型, 在此基础上建立的分子热力学模型在流体混合物的热力学性质、相平衡行为的计算等方面有广泛的应用. 最近, 我们对基于格子的混合亥氏函数模型重新进行了审视, 采用统计力学理论推导与计算机模拟相结合的现代分子热力学研究方法建立了新的分子热力学模型, 可以反映高分子链枝化、配位数、链刚性、共聚物链组成、氢键、压力等的影响, 对小分子系统和高分子溶液的热力学性质和相平衡关系的计算不仅与Monte Carlo模拟结果吻合, 比现有其他理论预测效果更好, 对高分子溶液、离子液体混合物等实际系统的相平衡计算也取得令人满意的结果, 显示出模型优越的工程应用价值. 本文对上述工作进行了系统总结.

关键词 分子热力学模型 链状流体 格子模型 相平衡 计算机模拟