基于wo型微乳液制备纳米颗粒的monte carlo法模拟

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1、天津大学硕士学位论文W/O型微乳液制备纳米颗粒的MonteCarlo法模拟姓名：刘敏轩申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王富民20031201中文摘要W／O型微乳液rmicroemulsion)液滴作为微反应器(micmreactor)为制备纳米颗粒提供了一个较佳的场所，由于这种区域化的液滴，使锝颗粒的尺寸分布变得较为均匀。在其中，颗粒在界面膜的束缚下发生成核(nucleation)、成长(growth)和聚并(aggregation)过程，颗粒的最终尺寸受到该界面膜的影响，并且水核的尺寸以及反应物的配比都会影响颗粒尺寸。本文应用MonteCa

2、rlo法模拟了颗粒的形成，参照一些研究者的实验结果，得到了反应物配比、水核尺寸和界面膜韧性与颗粒尺寸间的关系。结果表明成长和聚并过程的竞争对颗粒的尺寸及其分布有很大影响。当反应物浓度较小时，成长过程很快结束，能否进行聚并过程主要取决于界面膜的韧性。如果界面膜的刚性较强，则聚并过程也很快结束，颗粒不能充分聚结，最终的颗粒尺寸就小，而且分布也较窄；如果界面膜的韧性较强，那么颗粒能够充分聚结，而限制就来自于浓度的配比了，由于浓度较小，不会有大量的颗粒产生，相对刚性膜来说，韧性膜的情况下，颗粒的尺寸分布较宽，但是由于浓度小，颗粒的尺寸分布仍然为单峰分布。当浓度

3、较大时，界面膜的韧性对颗粒尺寸的影响就变得重要了。刚性膜时颗粒尺寸分布会较韧性膜时窄，这与前面一样，此时成长和聚并过程的竞争就决定了颗粒尺寸分布是单峰还是双峰。刚性膜时，主要进行成长过程，而小颗粒又在对新颗粒的竞争中处于劣势，颗粒尺寸几乎保持不变，而大颗粒在成长过程中继续长大，这就出现了颗粒尺寸的双峰分布；韧性膜时聚并过程能够顺利进行，小颗粒不再保持不变，而是直接与大颗粒聚结，这样小颗粒数会越来越少，而大颗粒数会越来越多，最终形成的颗粒尺寸是单峰分布。对于颗粒的形成机理，一些学者应用Smoluohowsk，的快速聚沉(rapidcoagulatjOD)

4、理论进行了说明，模拟结果表明这种机理对于微乳液中合成纳米颗粒有一定的应用价值，但是需要做修正才能完全适用。关键词：微乳液纳米颗粒MonteCarlo法界面膜成核成长聚并颗粒尺寸分布ABSTRACTInW／Omicroemulsion，thedropletsprovideperfectmediaasmicroreactorsforpreparationofnanoparticles，andduetothecompartmentalizeddroplets，themonodispersednanoparticlessizecarlbeeasilycontr

5、olledinsuchmedia．Particlescarlnucleate，growandaggregateinthewaterpoolundertheconfinementofthewater-oilinterface，SOtheflexibilityoftheinterface，thesizeofthewaterpoolandalsotheratioofreactantsCanaffectthecharacteristicsoftheresultantparticles．Inthispapertheformationprocessofnanopa

6、rticlesinW／OmicroemulsionWassimulatedbyMonteCarlomethod．Theinfluencingmechanismsofsuchfactorsastheratioofreactants，thesizeofthewaterpoolandfilm’SflexibilityOntheparticlessizedistributionwereobtainedfromthesimulationresults．Thesimulationresultsshowthatthegrowthprocessfinishedrapi

7、dlyundertheconditionoflowreactantsconcentration，andwhethertheaggregatingprocessCantakeplacedependsontheflexibilityofthefilm．Ifthefilmisrigid，thereisnoplentyoftimeforparticlestoaggregate，SOthesmallersizeparticlesCanbeproducedandthesizedistributionisrelativelymonodisperse．Onthecon

8、trary,ifthefilmisflexible，theparticlesCanaggreg