激光诱导石墨烯由于其制备便捷,物理化学特性可调节,兼容性强等特点,已被广泛应用于微电子、储能器件和柔性可穿戴设备等领域,获取高质量的激光诱导石墨烯是进一步推广其应用的重要前提。本文重点关注激光诱导石墨烯碳化过程,基于Reax F...激光诱导石墨烯由于其制备便捷,物理化学特性可调节,兼容性强等特点,已被广泛应用于微电子、储能器件和柔性可穿戴设备等领域,获取高质量的激光诱导石墨烯是进一步推广其应用的重要前提。本文重点关注激光诱导石墨烯碳化过程,基于Reax FF反应力场搭建分子动力学模型,通过调整聚酰亚胺热解的控制参数对碳化过程进行了分析,结合分子构型演变和结晶特性分析研究了石墨烯簇的生长机制。仿真结果表明:提高反应温度或延长反应时间有助于增加产物中六元环的数量。基于仿真结论,应用较高的激光功率,降低扫描速度,制备LIG超级电容器,获得了良好的倍率性能(500 m V·s^(-1)扫描速率下保持初始容量的70%)和较低的等效串联电阻(52Ω)。展开更多
反应分子动力学(Reaction Force Field Molecular Dynamics,ReaxFF MD)模拟通过在键级描述化学反应过程中键的断裂和形成,从微观尺度探索复杂的反应机理,弥补了实验研究的不足。该方法已广泛应用于油气地球化学领域,例如干酪根的生烃演...反应分子动力学(Reaction Force Field Molecular Dynamics,ReaxFF MD)模拟通过在键级描述化学反应过程中键的断裂和形成,从微观尺度探索复杂的反应机理,弥补了实验研究的不足。该方法已广泛应用于油气地球化学领域,例如干酪根的生烃演化、原油的裂解和相态演化等。本文系统总结和评述了原油裂解反应动力学分子模拟的现状、进展以及未来的发展趋势。首先,对原油各组分的裂解动力学特征、裂解过程、产物分布、生成途径以及热解初始反应机理方面取得的成果进行了总结,并分析了该领域目前存在的挑战及未来的发展方向。尽管分子模拟是研究原油裂解机理的有力工具,但目前仍处于初步研究阶段。现有的研究多采用原油中的某单一组分作为代表,并侧重于考查温度对原油裂解的影响,而对各组分间的相互作用、压力、介质条件和储层环境的影响研究尚不充分。未来的研究应聚焦于构建复杂真实的原油模型,还原地质条件下的原油裂解过程,并将分子模拟、实验和地质研究相结合,为系统研究油气的裂解机理提供重要参考和有用指导。当前的分子模拟研究表明,原油各组分的裂解动力学、裂解产物和裂解过程与实验结果基本一致。与此同时,分子模拟能够追踪自由基、过渡态以及中间体结构,并获取成键特征、活化能、选择性等重要信息。因此,分子模拟可以准确刻画各类烃分子的初始反应路径,并解释裂解产物的差异性。展开更多
文摘激光诱导石墨烯由于其制备便捷,物理化学特性可调节,兼容性强等特点,已被广泛应用于微电子、储能器件和柔性可穿戴设备等领域,获取高质量的激光诱导石墨烯是进一步推广其应用的重要前提。本文重点关注激光诱导石墨烯碳化过程,基于Reax FF反应力场搭建分子动力学模型,通过调整聚酰亚胺热解的控制参数对碳化过程进行了分析,结合分子构型演变和结晶特性分析研究了石墨烯簇的生长机制。仿真结果表明:提高反应温度或延长反应时间有助于增加产物中六元环的数量。基于仿真结论,应用较高的激光功率,降低扫描速度,制备LIG超级电容器,获得了良好的倍率性能(500 m V·s^(-1)扫描速率下保持初始容量的70%)和较低的等效串联电阻(52Ω)。
文摘反应分子动力学(Reaction Force Field Molecular Dynamics,ReaxFF MD)模拟通过在键级描述化学反应过程中键的断裂和形成,从微观尺度探索复杂的反应机理,弥补了实验研究的不足。该方法已广泛应用于油气地球化学领域,例如干酪根的生烃演化、原油的裂解和相态演化等。本文系统总结和评述了原油裂解反应动力学分子模拟的现状、进展以及未来的发展趋势。首先,对原油各组分的裂解动力学特征、裂解过程、产物分布、生成途径以及热解初始反应机理方面取得的成果进行了总结,并分析了该领域目前存在的挑战及未来的发展方向。尽管分子模拟是研究原油裂解机理的有力工具,但目前仍处于初步研究阶段。现有的研究多采用原油中的某单一组分作为代表,并侧重于考查温度对原油裂解的影响,而对各组分间的相互作用、压力、介质条件和储层环境的影响研究尚不充分。未来的研究应聚焦于构建复杂真实的原油模型,还原地质条件下的原油裂解过程,并将分子模拟、实验和地质研究相结合,为系统研究油气的裂解机理提供重要参考和有用指导。当前的分子模拟研究表明,原油各组分的裂解动力学、裂解产物和裂解过程与实验结果基本一致。与此同时,分子模拟能够追踪自由基、过渡态以及中间体结构,并获取成键特征、活化能、选择性等重要信息。因此,分子模拟可以准确刻画各类烃分子的初始反应路径,并解释裂解产物的差异性。
