液體?；窊]發(fā)過程中團簇結(jié)構(gòu)計算及抑制機理研究.pdf

1、液體?；罚瑢儆谥匾幕ぴ?，泄漏后伴隨大量有毒氣體的產(chǎn)生與擴散，危害性極大。本文在傳統(tǒng)稀釋法的基礎(chǔ)上，提出利用單分子膜阻蒸發(fā)技術(shù)抑制泄露事故中液體危化品的揮發(fā)，合成了一種單分子膜揮發(fā)抑制劑，可有效抑制揮發(fā)進行。本文以氨水、甲醛和硝酸三種液體危化品為研究對象，對其揮發(fā)特性及抑制劑抑制效果進行了實驗研究，并利用量化模擬計算以及能量障礙理論，探究了溶液氣液界面的揮發(fā)特性及抑制機理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)溶液揮發(fā)實驗結(jié)果表明:

2、氨水揮發(fā)受溫度影響顯著，隨時間延長，濃度呈指數(shù)下降趨勢;甲醛溶液揮發(fā)過程中，濃度與時間呈線性負相關(guān)，當溫度達60-80℃時揮發(fā)進一步加劇;硝酸溶液濃度變化隨時間呈拋物線下降，在5-25℃時，溶液沒有揮發(fā)，傳質(zhì)系數(shù)約為0m/min。在相同條件下，三種物質(zhì)揮發(fā)速率為:氨水＞甲醛＞硝酸。
　　(2)溶液抑制實驗結(jié)果表明:液體?；窊]發(fā)抑制劑在5-45℃下表現(xiàn)出極佳的抑制性能。在5-35℃下，揮發(fā)抑制率高達90％以上;在40-45℃下，抑

3、制率依然大于70％;當溫度升高到50-80℃時單分子膜界面排列有序程度變差，致密度降低，結(jié)構(gòu)破壞，逐漸喪失抑制性能。
　　(3)利用量子化學方法對三種物質(zhì)揮發(fā)過程中的團簇結(jié)構(gòu)進行幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化和能量計算，找到氣液界面三種分子團簇結(jié)構(gòu)在不同揮發(fā)階段的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。能量計算結(jié)果表明，隨揮發(fā)進行，團簇結(jié)構(gòu)變化所需的能量逐漸增大，即團簇構(gòu)型更穩(wěn)定，進一步驗證了結(jié)論(1)中傳質(zhì)系數(shù)的變化規(guī)律。
　　(4)抑制過程能量障礙理論及熱力學分析結(jié)