探析电解质溶液积分方程理论研究

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1、北京化工大学硕士学位论文电解质溶液积分方程理论研究姓名：孙嘉申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：密建国20090603摘要电解质溶液积分方程理论研究电解质溶液广泛存在于天然气净化、废水处理、加盐精馏、生物分离工程和湿法冶金等化工领域中。目前对于电解质溶液热力学性质的研究大多数还停留在经验关联的基础上。在各种不同的统计力学理论中，积分方程理论和微扰理论已经被系统地进行了研究。积分方程理论结合超网链近似或者MSA的方法已经被广泛地用于获得流体的结构和热力学性质。本文通过积分方程理论，建立了用于实际电解质溶液体系的

2、理论模型。主要工作包括：1、采用重整化的方法处理长程静电作用，满足了积分方程对静电作用收敛求解的要求，得到了不同条件下的各种离子间径向分布函数，与分子模拟数据达到了较好的一致性。2、引入新的闭合方程，即改进的HNC近似方法，求解电解质积分方程。由于该近似包含了部分桥函数的信息，因此，求解结果更精确。3、进一步考虑实际电解质溶液中的介电性质以及水的氢键缔合作用，建立了新的电解质溶液的位能函数，并应用新的位能函数计算了实际电解质溶液的渗透系数，计算结果与实验值相吻合。4、将电解质积分方程理论与重整化群理论相结合，研究了

3、带电胶体的汽一液相平衡和临界性质。计算表明，在一定的屏蔽系数范围内与模拟结果相吻合，表明该方法能正确描述带屏蔽作用的胶体的全局性汽一液相行为。关键词：电解质溶液，积分方程，长程静电，改进的HNC近似，重整化群方法ABSTRACTAqueouselectrolytesolutionexistsinnaturalgaspurification，wastewatertreatment，saltdistillation，biologicalengineeringandhydrometallurgicalseparation

4、andotherchemicalindustrieswidely．Atpresent．thethermodynamicpropertiesofelectrolytesolutionremainedintheresearchassociatedwiththebasisofexperience．Inavarietyofstatisticalmechanicstheory，integralequationtheoryandperturbationtheoryhavebeensystematicallystudied．In

5、tegralequationtheoryorsuper—networkMSAchainapproximationmethodhasbeenwidelyusedtoobtainthestructureoffluidnatureandthermodynamics．Itsmaintasksareto：1、Weusetherenormalizationgroupmethodtodealwithlong—rangeelectrostaticinteraction，meetingtheelectrostaticconverge

6、ncerequirementoftheintegralequation．Weobtainedradialdistributionfunctionbetweenthevariousions，andachieveagoodagreementwithmolecularsimulationdata．2、Wreintroduceanewclosureequation，thatiS，theimprovedHNCapproximation．Itcontainstheinformationofthebridgefunction，S

7、Ocangetmoreaccurateresults．3、Weconsideratethedielectricpropertiesandthehydrogenbondingassociationofwaterfortheelectrolytesolution，establishanewpotentialenergyfunctionoftheelectrolytesolution．Then．Ⅵ，ecalculatetheosmoticcoefficientoftheelectrolytesolution，thecal

8、culationresultsarecoincidedwiththeexperimentaldata．4、Wecombinetheelectrolyteintegralequationtheoryandtherenormalizationgrouptheorytostudychargedcolloidalvapor—liquidequilibriumandc