【摘 要】
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受限条件下水的介电性质在电化学和能量存储等发面有着至关重要的作用,且不同受限条件,如:受限尺寸、受限温度等对其性质有着强烈的影响。然而,由于实验条件限制,到目前为止,很少有人在实验上能够精确报道超高限制条件下的水的介电性质,且很多模拟计算关于受限水介电性质的报道均采用的是刚性不极化的水势。本论文提出了一套基于极化水势研究纳米尺度受限水介电性质的模拟计算分析方法,使用该套方法,我们模拟了刚性固定电荷
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受限条件下水的介电性质在电化学和能量存储等发面有着至关重要的作用,且不同受限条件,如:受限尺寸、受限温度等对其性质有着强烈的影响。然而,由于实验条件限制,到目前为止,很少有人在实验上能够精确报道超高限制条件下的水的介电性质,且很多模拟计算关于受限水介电性质的报道均采用的是刚性不极化的水势。本论文提出了一套基于极化水势研究纳米尺度受限水介电性质的模拟计算分析方法,使用该套方法,我们模拟了刚性固定电荷偶极矩SPC/E水模型和极化水模型SWM4-NDP在不同温度下受限在0.65nm尺寸、5000bar限制压强的单分子层冰(水)体系,我们分析了不同体系的结构性质和介电性质,通过计算结构因子、极化水模型的偶极矩分布、计算不同温度下的介电张量、径向偶极偶极空间关联函数等;我们发现:由于受限,体系在x、y和z方向有强烈的各向异性;两种水分子模型在描述受限体系静态物相结构性质的时候效果一样;但该极化水模型描述受限水电极化动力学性质方面相较于SPC/E水模型有着明显的优势,我们推断该极化水模型在研究涉及受限水离子输送、结构相变和溶剂化动力学过程是比传统的SPC/E水模型更佳的选择。
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