一维纳米孔道材料中扩散的分子动力学模拟.pdf

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1、分类号：064单位代码：10110学号：s20080637一中北大学维纳米孔硕硕士士学学位位论论文文道材料中扩散的一维纳米孔道材料中扩散的分子动力学分子动模拟力学模拟梁晓风中硕士研究生梁晓风北大指导教师杨晓峰教授学学科专业凝聚态物理2011年4月21日图书分类号064密级非密注1UDC硕士学位论文一维纳米孔道材料中扩散中扩散的分子动力学模拟梁晓风指导教师（姓名、职称）杨晓峰、教授申请学位级别硕士学位专业名称凝聚态物理论文提交日期年月日论文答辩日期年月日学位授予日期______年____月______日论文评阅人答辩委员会主席2011年5月31日原创性声明

2、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；

3、⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：一维纳米孔道中扩散行为的分子动力学模拟摘要一维纳米材料因为其尺寸原因，在电、光、磁等方面表现出不同于宏观材料的独特性质。对它的研究，具有十分重要的意义。随着分子动力学模拟技术的快速发展，分子动力学计算已广泛地应用于材料学、物理、化学、生物和医药等各个领域。通过对分子动力学模拟计算得到的结果进行分析，可以得到一些实验无法获得的信息，对揭示理论机理起着非常重要的作用。利用分子动力学模拟方法对乙烷分子在一维纳米孔道中扩散行为进行了模拟，主要是乙烷分子在单壁碳纳

4、米管和VET分子筛的一维形态中的扩散行为。分析模拟结果发现：1、当碳纳米管的直径相同时，碳纳米管的类型不影响乙烷在单壁碳纳米管中的扩散，都为正常扩散；2、随着碳纳米管直径的增大，乙烷的方均位移随之增大，径向分布函数的峰值随之增大；但乙烷在不同直径的碳纳米管中的扩散却相同，都为正常扩散；3、随着负载量的增大，通过分析扩散指数α得知：乙烷在VET分子筛中的扩散由正常扩散转变一种过渡扩散（处于正常扩散和单队列扩散之间），之后又转变为正常扩散；4、通过统计通过事件的数目和观测乙烷团簇的运动是确定乙烷在VET分子筛的扩散不是单队列扩散。关键词：分子动力学模拟，碳纳

5、米管，乙烷，VET分子筛MolecularDynamicSimulationsfortheDiffusiveBehavioursinOne-demensionNanoporesAbstractOnedemensionalnanomaterialshavesomeuniquepropertiesdifferentfromthemacroscopicmaterialsintermsofelectrics,opticsandmagnetics.Itisextremelyimportanttostudyit.Withtherapiddevelopmentofmo

6、leculardynamicalsimulations,ithasbeenwidelyusedinmanyfieldslikematerials,physics,chemistry,biochemistryandmedicine.Muchimformationunavailableintheexperimentsisgotbyanalyzingtheresultsofmoleculardynamicalsimulations,whichhelprevealthetheoricalregime.Wesimulatediffusivitiesofethane

7、moleculesintheone-demensionnanomaterialsbyemployingmoleculardynamicalsimulations,especiallythediffusivitiesofethanemoleculesinthesingle-wallcarbonnanotubesandonedemensionalVETmolecularseive.Weattaintheresultsasfollows:1.Thetypeofcarbonnanotubeshasnoeffectinthediffusivitiesofethan

8、einthesingle-wallcarbonnanotubes,whichis