Theoretical Study of Compressibility Factor of Pure Liquid Water and Mixture

摘要

水的结构因子和压缩因子是描述水结构性质的重要参数，通过实验方法很难直接测量得到，而理论预测为准确得到结构因子和压缩因子提供了一个有效的途径。目前，用于计算结构因子和压缩因子的模型为经验模型，使用了较多的假设条件，预测结果的适用性和准确性较差。本文基于统计力学理论，研究了水的结构性质、水对固体表面的润湿。主要工作如下:
　　在积分方程理论(integral equation theory，IET)框架内，考虑了水分子的硬球排斥、色散吸引、氢键缔合作用，使用通用力场，计算得到了水的径向分布函数、直接相关函数、结构因子等重要的结构信息，分析了温度和密度对结构的影响;通过结构因子，进一步计算得到不同温度下的压缩因子，通过与实验值比较验证了理论模型的准确性。
　　另一方面，将密度泛函引入IET中，计算了水在不同PVDF膜表面的密度和自由能分布。通过水在膜表面的密度和自由能分布，计算得到水在固体表面的润湿接触角。研究发现，由于在膜表面接枝的丙烯酸可以与水分子形成氢键，使得膜表面的润湿性能得到提高。

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声明

摘要

ABSTRACT

Abbreviations

Contents

Chapter One：Background information

1．1 Thermodynamics properties of water

1．2 Integral Equation Theory

1．3 Specific Objectives

Chapter Two：The structure and properties of water

2．1 Introduction

2．2 Ornstein-Zernike equation and Radial distribution function

2．3 Structural factor of water

2．4 Compressibilily equation

2．5 Results and Diseussion

2．6 Conclusion

Chapter Three：The density distribution of water on polymer surface

3．1 Introducfion

3．2 Theory

3．3 Results and Discussion

3．4 Conclusion

Summary of the thesis

Acknowledgements

References

Co-author’s publications

Professional summary of the anthor

Professional summary of my supervisor