综述国内外建模和模拟(Modeling and Simulation,M&S)的验证与确认(Verification and Validation,V&V)的相关概念、术语、规范、置信度评估方法和应用等方面的发展和研究进展,概括M&S的V&V中的几个关键问题,构建复杂工...
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综述国内外建模和模拟(Modeling and Simulation,M&S)的验证与确认(Verification and Validation,V&V)的相关概念、术语、规范、置信度评估方法和应用等方面的发展和研究进展,概括M&S的V&V中的几个关键问题,构建复杂工程M&S的V&V的知识指南,为M&S的V&V技术真正走向应用提供参考.
本文以水滑石(LDHs)、蒙脱石(MMT)这两种阴阳离子层状材料为层板主体,以组氨酸(His)两性离子为层间连接客体,进行组装得到一种全新的复合层状材料——组氨酸插层水滑石-蒙脱石复合物(His-LDHs-MMT),对其结构与性质进行了测试研究,利用量子化学方法构建了 His-LDHs-MMT结构模型,计算了复合物的稳定构型以及层间相互作用。主要工作如下:1.采用共沉淀法制备组氨酸阴离子插层的锌铝类水滑石(His-Zn2Al-LDHs),并利用甲酰胺对其进行层板剥离;采用离子交换法制备组氨酸阳离子插层的蒙脱石(His-MMT),并用去离子水对其充分溶胀分散;将剥离的His-Zn2Al-LDHs甲酰胺溶液与溶胀的His-MMT水溶液以不同比例进行复合,调节溶液pH,得到组氨酸两性离子连接的His-LDHs-MMT复合物。XRD、TEM结果显示在His-Zn2Al-LDHs与His-MMT质量比为4/1-6/1时,可得到同时兼具两者特征衍射峰,层状结构明显的复合物;FT-IR的特征官能团吸收峰也确定了复合物的组成;TGA结果显示复合物较各组分而言具有更高的耐热性;EIS测试表明组装的层状复合物具有很好的导电潜质。2.用 Material Studio 8.0 构建了 His-Zn2Al-LDHs、His-MMT、His-LDHs-MMT的超分子结构模型,利用DMol3模块基于密度泛函理论的GGA/PW91方法在DND基组下优化复合物模型的空间几何构型。模拟结果明确了组氨酸两性离子是以单层平躺的方式排布在水滑石和蒙脱石层板间,通过氢键和静电相互作用与层板形成稳定结构。模拟得到的复合物XRD谱,与实验测得的XRD谱比较好地拟合,理论与实验相互印证。3.在发现复合插层组装可使带电离子定向排布,有效提高材料导电性能的研究基础上,选用比电荷密度高的锂离子进行改性以进一步提升导电性能。采用共沉淀法和离子交换法制备His-LiAl-LDHs、Li-MMT,对两者剥离后进行复合组装,制备了锂改性的His-LDHs-MMT。对复合物进行系列测试,发现LDHs/MMT=1/1-1/5区间可得到兼具LiAl-LDHs、Li-MMT两者特征衍射峰的复合物,室温下离子电导率达到10-4 S/cm。
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