硅烷偶联剂改性TiO_(2)对植物绝缘油中水分子扩散行为影响的分子模拟研究

摘要

本文采用分子动力学模拟的方法建立了两种硅烷偶联剂(KH570、KH792)改性前后TiO_(2)/植物绝缘油界面结构的纳米分子模型,并进一步通过动力学仿真研究了硅烷偶联剂改性前后TiO_(2)界面对油中水分子扩散行为的影响。结果表明:相较于未处理的TiO_(2),改性后TiO_(2)界面对水分子有更强的吸附性,束缚了水分子在油中的扩散行为,致使其扩散系数显著降低,从而降低了油中水分子杂质形成“小桥”的概率,提升了植物绝缘油的绝缘性能,其中KH792的改性效果更为显著。进一步通过计算水分子与TiO_(2)界面体系相互作用能、形成氢键的数量和自由体积分数,解释了上述现象的成因与物理机制,为研究纳米粒子掺杂改善植物绝缘油绝缘性能提供了理论支撑。