电场条件下高盐溶液蒸发的分子动力学模拟

作     者：吴志根 吴少文 颜子涵 齐孝圣 WU Zhigen;WU Shaowen;YAN Zihan;QI Xiaosheng

作者机构：同济大学环境与科学工程学院上海200092 上海污染控制与生态安全研究院上海200092 上海理工大学能源与动力工程学院上海200092 

出 版 物：《同济大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tongji University:Natural Science)

年 卷 期：2024年第52卷第3期

页      面：437-445页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2019YFC1805204) 

主　　题：高盐溶液 溶液蒸发 分子动力学模拟 气液界面电场 

摘      要：已有研究表明,外加电场能显著改变纯水蒸发过程和蒸发速率。为了探究外加电场对高盐溶液微观结构和蒸发性质的影响,采用分子动力学模拟方法对纯水和LiCl、KCl和CaCl23种盐溶液在平行液面(x方向)和垂直液面方向(z方向)上布置外加电场来观察其蒸发过程。模拟计算分析了电场对蒸发速率、水分子取向、氢键以及水合离子的影响,并且观察比较了电场下不同离子在溶液中的运动。结果显示,与纯水相反,平行液面的电场能显著提高盐溶液中自由水分子的占比,当平行液面电场强度从0变为0.3 v·nm-1时,LiCl、KCl和CaCl2溶液中用于评价蒸发的自由水分子占比分别增加了48%,38%和56%,高盐溶液蒸发速率得到有效提高。