溶液结晶中的介尺度成核过程研究进展

作     者：汪帆 刘岩博 李康丽 童丽 金美堂 汤伟伟 陈明洋 龚俊波 WANG Fan;LIU Yanbo;LI Kangli;TONG Li;JIN Meitang;TANG Weiwei;CHEN Mingyang;GONG Junbo

作者机构：天津大学化工学院化学工程联合国家重点实验室天津300072 天津大学浙江绍兴研究院浙江绍兴312300 化学与化学工程广东实验室广东汕头515031 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2022年第73卷第6期

页      面：2318-2333页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(22108195) 化学与化学工程广东实验室项目(1912014) 

主　　题：成核 介尺度 前聚体 EMMS模型 两相流 虚拟过程工程 

摘      要：成核作为溶液结晶的第一步,是决定晶体产品质量的关键因素。目前,成核理论主要包括经典成核理论和非经典成核理论。相比于仅以原子、离子或分子等均匀稳定结构为单元的经典成核理论,非经典成核理论以纳米级前聚体为单元,这类单元涵盖了聚集体、纳米粒子等介尺度非均匀动态结构,导致形成的非经典成核过程更为复杂,需在传统的化学、化学工程和过程系统工程研究方法的基础上,充分利用介尺度科学研究方法完成其核心规律的探究。为此,总结了二步成核理论、预成核团簇理论、粒子附着晶化理论以及其他新提出的非经典成核理论,分析了其中的介尺度结构及其时空动态行为,并探讨了利用介尺度数学模型对现有成核数学模型的修正和优化的思路,最后对溶液结晶中晶体成核的介尺度研究范式及理论发展进行了展望。