数值模拟氢气在GO/BIIR纳米复合材料中的渗透行为

使用Materials Studio软件的Amorphous Cell模块,分别构建了GO含量分别为0.0,2.4%,4.0%和7.7%(质量分数)的GO/BIIR纳米复合材料晶胞模型。采用分子动力学和巨正则蒙特卡洛的方法模拟计算了H2在GO/BIIR纳米复合材料中的溶解系数和扩散系数,结合自由体积理论讨了H2在GO/BIIR内渗透系数不同的原因。通过提取H2分子在复合材料中的运动轨迹,更直观的描述了其扩散行为。结果表明,H2在添加2.4%(质量分数)GO的纳米复合材料模型中渗透系数比纯BIIR模型降低约64.6%;但当GO含量达7.7%(质量分数)时,渗透系数仅降低约33.5%。这为制备气体阻隔的高分子复合材料提供了一定理论基础,同时,有助于从微观上阐释H2分子在不同GO含量GO/BIIR复合材料中渗透的差异性