溴化(hua)(hua)(hua)鋰(li)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)式制冷機(ji)具有(you)廣闊的(de)(de)(de)(de)(de)市場前(qian)景。在吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)式制冷系(xi)統中，發生在吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)器(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)溴化(hua)(hua)(hua)鋰(li)濃溶液吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)水(shui)蒸氣的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程是(shi)系(xi)統功能實(shi)現的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵階段，而(er)提高(gao)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)速率一直(zhi)被認為是(shi)提高(gao)系(xi)統效率和(he)減少(shao)交換面(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)點。在溴化(hua)(hua)(hua)鋰(li)水(shui)溶液中加入少(shao)量的(de)(de)(de)(de)(de)異(yi)辛醇(chun)等(deng)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑后，可(ke)以極大(da)地提高(gao)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)傳熱傳質能力。表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑具有(you)顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)(de)強化(hua)(hua)(hua)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)作用(yong)，國內外的(de)(de)(de)(de)(de)學者(zhe)也在這方(fang)(fang)面(mian)做了許多研(yan)究(jiu)，但尚未(wei)得到清晰的(de)(de)(de)(de)(de)和(he)公(gong)認的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)釋(shi)。本文采用(yong)分子動力學模(mo)擬與實(shi)驗研(yan)究(jiu)相結合的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法，從微觀角度研(yan)究(jiu)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)促進機(ji)理，以求豐富(fu)和(he)改(gai)進現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑強化(hua)(hua)(hua)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)理論。

主要研究(jiu)(jiu)(jiu)成果歸納如下：采用(yong)(yong)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)動(dong)力(li)學方(fang)(fang)法研究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)溫(wen)度(du)(du)對(dui)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)氣液(ye)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)微(wei)觀(guan)結構的(de)(de)(de)影(ying)響。發現(xian)：液(ye)相(xiang)密度(du)(du)是(shi)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)減函數，界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)厚度(du)(du)是(shi)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)增函數；界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)存在(zai)對(dui)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)局部結構幾乎沒(mei)有影(ying)響，但對(dui)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)取向有影(ying)響：界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)處水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)偶(ou)極方(fang)(fang)向平行(xing)于界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)，但隨著(zhu)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)升高，界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)對(dui)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)取向的(de)(de)(de)影(ying)響越來越小；溫(wen)度(du)(du)幾乎不改變(bian)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)局部結構；液(ye)相(xiang)處，平均每個水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)形成氫鍵(jian)的(de)(de)(de)數目(mu)幾乎穩定于某一數值(zhi)，并(bing)且是(shi)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)減函數，隨著(zhu)水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)到達界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)處，氫鍵(jian)的(de)(de)(de)數目(mu)單調(diao)減少。采用(yong)(yong)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)動(dong)力(li)學方(fang)(fang)法研究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)溫(wen)度(du)(du)和濃度(du)(du)對(dui)溴(xiu)化鋰水(shui)(shui)(shui)溶(rong)液(ye)氣液(ye)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)微(wei)觀(guan)結構的(de)(de)(de)影(ying)響。

發現：溴化(hua)鋰(li)水(shui)溶液(ye)的(de)(de)(de)液(ye)相(xiang)密度(du)(du)(du)是(shi)濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)函(han)數，界(jie)(jie)面厚(hou)度(du)(du)(du)是(shi)濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)減函(han)數，而(er)溫度(du)(du)(du)對液(ye)相(xiang)密度(du)(du)(du)和界(jie)(jie)面厚(hou)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)與濃度(du)(du)(du)對其的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)反；界(jie)(jie)面的(de)(de)(de)存(cun)在并未(wei)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)離(li)(li)子(zi)(zi)周圍水(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)局部結構(gou)和取向有(you)序性(xing)(xing)；隨(sui)著溫度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)，離(li)(li)子(zi)(zi)周圍水(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)取向的(de)(de)(de)有(you)序性(xing)(xing)不再那么明顯；溴化(hua)鋰(li)水(shui)溶液(ye)濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)改變對離(li)(li)子(zi)(zi)周圍水(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)取向分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不大(da)(da)；溫度(du)(du)(du)和濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)改變對離(li)(li)子(zi)(zi)周圍水(shui)分(fen)(fen)子(zi)(zi)局部結構(gou)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不大(da)(da)。采用分(fen)(fen)子(zi)(zi)動力學方法研究了醇類添加劑的(de)(de)(de)數目對醇-水(shui)的(de)(de)(de)混合物氣(qi)液(ye)界(jie)(jie)面微觀結構(gou)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。

模擬結果表明：醇(chun)分子(zi)吸附在(zai)(zai)氣(qi)(qi)液(ye)界面處，并在(zai)(zai)界面處優勢取向；短(duan)鏈醇(chun)具有較強(qiang)的溶解性；當正辛(xin)醇(chun)、異辛(xin)醇(chun)或正癸醇(chun)的數目(mu)較少時，醇(chun)分子(zi)在(zai)(zai)氣(qi)(qi)液(ye)界面處形成單層(ceng)，隨著(zhu)醇(chun)分子(zi)數目(mu)的增加(jia)，在(zai)(zai)氣(qi)(qi)液(ye)界面處形成雙層(ceng)；界面厚度是醇(chun)分子(zi)數目(mu)的增函數。采(cai)用分子(zi)動力學方法研(yan)究了醇(chun)類添加(jia)劑的種類、數目(mu)及(ji)溴化(hua)鋰(li)(li)水溶液(ye)的質量分數對(dui)醇(chun)-溴化(hua)鋰(li)(li)水溶液(ye)混合物氣(qi)(qi)液(ye)界面微觀結構的影響。

模(mo)擬(ni)結果表明：正(zheng)(zheng)(zheng)烷(wan)醇(chun)(chun)分(fen)子吸附在氣液(ye)界(jie)面(mian)處，并在界(jie)面(mian)處優勢取(qu)向，并且這(zhe)種優勢取(qu)向隨(sui)著(zhu)(zhu)正(zheng)(zheng)(zheng)烷(wan)醇(chun)(chun)數(shu)(shu)目的增加(jia)而更加(jia)顯著(zhu)(zhu)；界(jie)面(mian)厚(hou)度(du)是正(zheng)(zheng)(zheng)烷(wan)醇(chun)(chun)數(shu)(shu)目和烴(jing)基(ji)鏈長度(du)的增函數(shu)(shu)；隨(sui)著(zhu)(zhu)正(zheng)(zheng)(zheng)烷(wan)醇(chun)(chun)數(shu)(shu)目的增加(jia)，烴(jing)基(ji)鏈垂直于(yu)界(jie)面(mian)的方向有序性(xing)更加(jia)明顯；離子與正(zheng)(zheng)(zheng)烷(wan)醇(chun)(chun)中(zhong)羥(qian)基(ji)存在著(zhu)(zhu)相(xiang)互作用(yong)(yong)；正(zheng)(zheng)(zheng)丁醇(chun)(chun)或異辛醇(chun)(chun)關于(yu)溴化(hua)鋰水溶液(ye)的溶解性(xing)是溴化(hua)鋰水溶液(ye)質量分(fen)數(shu)(shu)的減函數(shu)(shu)，符合鹽(yan)析效(xiao)應理論(lun)。采用(yong)(yong)Daiguji等(deng)提出的模(mo)型(xing)，將(jiang)醇(chun)(chun)分(fen)子置于(yu)吸收端溴化(hua)鋰水溶液(ye)的兩個氣液(ye)界(jie)面(mian)處，采用(yong)(yong)分(fen)子動力(li)學方法研究非平(ping)衡(heng)條件下，醇(chun)(chun)類添加(jia)劑(ji)對溴化(hua)鋰水溶液(ye)吸收水蒸氣的影(ying)響。

模擬結果表(biao)(biao)明：正丁醇(chun)(chun)、正已醇(chun)(chun)、正辛(xin)(xin)醇(chun)(chun)、異(yi)辛(xin)(xin)醇(chun)(chun)、正癸醇(chun)(chun)均在溴化鋰(li)水(shui)溶液(ye)吸收水(shui)分子的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)(zhong)表(biao)(biao)現出(chu)強化作(zuo)用，與(yu)實(shi)驗(yan)趨勢(shi)是吻合的(de)(de)。對(dui)表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)進行了實(shi)驗(yan)和(he)分子動(dong)力(li)(li)學研究(jiu)。采(cai)用表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)儀測量了常溫下水(shui)、質量分數為60%的(de)(de)溴化鋰(li)水(shui)溶液(ye)的(de)(de)表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)，與(yu)文獻中(zhong)(zhong)的(de)(de)測量值接近(jin)。測量了單獨添加正已醇(chun)(chun)、正辛(xin)(xin)醇(chun)(chun)、異(yi)辛(xin)(xin)醇(chun)(chun)、仲(zhong)辛(xin)(xin)醇(chun)(chun)以及兩兩混(hun)合前述(shu)物質后的(de)(de)溴化鋰(li)水(shui)溶液(ye)的(de)(de)表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)，發現添加兩種(zhong)添加劑后溶液(ye)的(de)(de)表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)與(yu)單獨添加時較低的(de)(de)張(zhang)(zhang)力(li)(li)值接近(jin)。采(cai)用分子動(dong)力(li)(li)學方法研究(jiu)了溫度、濃度對(dui)水(shui)及溴化鋰(li)水(shui)溶液(ye)表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)的(de)(de)影響。

計算結果表(biao)明：水和溴化(hua)(hua)(hua)鋰水溶液表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)的(de)(de)(de)計算值小于(yu)實驗值，但(dan)隨著溫度(du)、濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)趨勢與(yu)實驗趨勢是一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)。采用分(fen)子動(dong)力(li)學方法(fa)計算了分(fen)別加有正(zheng)丁(ding)醇(chun)、正(zheng)已醇(chun)、異辛(xin)(xin)醇(chun)的(de)(de)(de)質量分(fen)數(shu)(shu)為60%的(de)(de)(de)溴化(hua)(hua)(hua)鋰水溶液的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)，發現添加劑都(dou)能一(yi)定程度(du)地降低(di)溶液的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)；同(tong)時計算了加有不同(tong)數(shu)(shu)目(mu)正(zheng)辛(xin)(xin)醇(chun)的(de)(de)(de)溴化(hua)(hua)(hua)鋰水溶液的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)，發現溴化(hua)(hua)(hua)鋰水溶液的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)是正(zheng)辛(xin)(xin)醇(chun)數(shu)(shu)目(mu)的(de)(de)(de)減函數(shu)(shu)，與(yu)實驗趨勢一(yi)致(zhi)。