分子动力学模拟研究纳米碳管中甲醇-水混合溶液的结构与输运性质

利用分子动力学模拟方法，对比考察了平衡条件、外压作用、梯度电场作用下，摩尔比为1：1的甲醇-水混合溶液在纳米碳管（cnt）中的静态结构以及输运行为.研究发现：在平衡体系与外压作用下，纳米碳管内甲醇与水呈现出明显的不混溶现象，甲醇主要分布于管壁附近，水分子主要分布于纳米碳管轴心附近；而在梯度电场作用下，纳米碳管由疏水性向亲水性转变，更多的水分子分布于管壁，导致纳米碳管内甲醇-水的不混溶现象消失.另一方面，在外压作用下，纳米碳管内甲醇与水呈现单向移动；而在梯度电场下，甲醇与水呈现快速的双向移动，其流通量较相应外压作用体系高出近一个数量级，但由于双向的流通量大小相近，导致净流通量与外压作用下的净流通量差异不大.