翰林學(xué)研普通課題目錄（無機化學(xué)）

Category: STEM國際競賽 Date: 2019年5月29日下午4:49

課題名稱

Gaussian 09軟件在結(jié)構(gòu)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用——三吡啶鋅配合物分子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

無機化學(xué)教學(xué)中分子結(jié)構(gòu)部分的內(nèi)容抽象,難以理解,是當(dāng)前無機化學(xué)教學(xué)中教學(xué)難點部分。論文以本課題組合成的三吡啶鋅配合物分子為例,利用Gaussian軟件彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足,將抽象的分子結(jié)構(gòu)概念形象化,微觀結(jié)構(gòu)宏觀化,實現(xiàn)現(xiàn)代計算機軟件與無機化學(xué)教學(xué)的有效結(jié)合。

分子模擬無機鹽抑制蒙脫石水化機理

井壁不穩(wěn)定是油氣勘探開發(fā)過程中最為復(fù)雜的技術(shù)難題之一,而井壁的穩(wěn)定性在很大程度上取決于巖石中黏土礦物的含量特性,尤其是蒙脫石的水化膨脹特性。為深入了解無機鹽穩(wěn)定井壁的微觀作用機理,利用分子模擬軟件Material Studio（MS）建立Na-蒙脫石的晶體模型,并對其水化過程、水化機理以及水化造成的強度參數(shù)變化進行了動力學(xué)模擬研究。模擬結(jié)果表明,Na-蒙脫:晶體層間距隨晶體表面吸附水分子個數(shù)的增多而逐級增大,當(dāng)水分子數(shù)達到48、72、96時,分別形成1、2、3層飽和水合層;加入無機后,蒙脫石晶體的力學(xué)參數(shù)有一定程度的提高;KCl和CaCl2具有較其他無機鹽更好的提高Na一蒙脫石晶體彈性模量、減小膨脹的果。通過KCl、NaCl和CaCl23種無機鹽在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下對Na-蒙脫石晶體彈性力學(xué)性質(zhì)影響的研究,給出了Na-蒙脫石晶體到最佳穩(wěn)定狀態(tài)性時3種無機鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍。膨脹實驗結(jié)果很好地證明了蒙脫石具有一定鹽敏特性,在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)無機鹽條下,膨脹率反而增加。該結(jié)果對于強水敏性地層防塌機理研究和抑制性鉆井液體系的研究開發(fā)具有重要的理論指導(dǎo)意義。

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