抗衡离子对表面活性剂气液界面性质影响的分子动力学模拟

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1、中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）题目：抗衡离子对阴离子表面活性剂气液界面性质影响的分子动力学模拟学生姓名：纪贤晶学号：09132204专业班级：材料物理09-2班指导教师：胡松青2013年6月20日中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）抗衡离子对阴离子表面活性剂气液界面性质影响的分子动力学模拟摘要本论文采用分子动力学方法模拟了具有不同抗衡离子的硫酸盐表面活性剂在气液界面的吸附行为。以十二烷基硫酸铯为研究对象，通过考察密度分布、径向分布函数、均方根位移等，研究了气液界面表面活性剂单层膜的结构以及界面双电层的性质。在此基础上，研究了Li+、Na+、K

2、+、Rb+、Cs+等抗衡离子时对表面活性剂性质的影响，通过考察界面水层厚度、表面张力等，发现抗衡离子对表面活性剂在气液界面吸附有重要影响。结果表明：随抗衡离子半径的增加，界面水层厚度、界面双电层厚度增加，而表面张力却是降低的。关键词：分子动力学模拟；硫酸盐表面活性剂；抗衡离子；气液界面中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）Counterionseffectontheadsorptionofanionicsurfactantsatair/solutioninterfacebymoleculardynamicsstudyAbstractWeinvestigatetheeffec

3、tsofcounterionsonthesulfatesurfactantadsorbedatthevapor/liquidinterfacebymoleculardynamicsstudy.Thesurfactantchoseniscesiumdodecylsulfate.Thestructureofthesurfactantmonolayerandthenatureoftheelectricaldoublelayerareinvestigativebydensitydistribution,radialdistributionfunctionandmeansquaredi

4、splacement.Onthisbasis,studytheeffectofLi+,Na+,K+,Rb+,andCs+onthesurfactants’properties.Intheinvestigations,thethicknessofinterfacialwaterlayerandsurfacetensionhasbeenmeasuredindependently.Theobtainedresultsclearlyshowthat:withtheincreasedinthecounterionradius,thethicknessofinterfacialwater

5、andtheelectricaldoublelayerincrease,butthesurfacetensionisreduced.Keywords：MolecularDynamics；SulfateSurfactant；Counterions；Vapor/LiquidInterface中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）目录第1章前言11.1表面活性剂介绍11.1.1表面活性剂的定义及结构特征11.1.2表面活性剂的分类21.1.3表面活性剂的性质31.2抗衡离子对表面活性剂的影响41.2.1抗衡离子对表面活性剂性质影响的实验研究51.2.2抗衡离子对表面活性剂性质影响

6、的理论研究7第2章理论计算方法和软件介绍92.1理论计算方法92.1.1分子力学方法92.1.2分子动力学模拟92.2MaterialsStudio软件简介10第3章CDS在气液界面吸附行为的分子动力学模拟113.1引言113.2模型和模拟方法113.3结果与讨论123.3.1表面活性剂单层膜的结构性质123.3.2表面活性剂界面双电层性质143.3.3抗衡离子Cs+和表面活性剂头基(-SO4-)的结合163.3.4表面活性剂头基与水分子的相互作用173.4本章小结19第4章抗衡离子对阴离子表面活性剂气液界面性质影响的分子动力学模拟204.1模型和模拟方法204.2结果与讨论

7、20中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）4.2.1表面张力204.2.2界面水层厚度214.2.3界面双电层224.2.4抗衡离子和表面活性剂头基结合244.2.5表面活性剂头基与水分子的相互作用254.3本章小结25第5章结论27致谢28参考文献29第1章前言第1章前言近一个世纪以来，界面处表面活性剂的吸附行为备受关注。在很多领域中，它都是当今非常重要的化学助剂之一，对工业生产和产品性质的提升具有极大的促进作用[1]。在新兴工业领域，表面活性剂具有广泛的发展前景，究其根源是表面活性剂的自组装行为引