扩散系数总结
扩散系数总结
1、离子液体在其他溶剂中的扩散系数
7、五种1-乙基-3-甲基咪唑型离子液体在水溶液中无限稀释，温度范围303、2-3
23、2K下的扩散系数 Taylor dispersion method
9、甲醇/[BMIM][PF6]体系中，25℃下不同[BMIM][PF6]浓度的相互扩散系数
42、
[C4C1im]BF4,
[C4C1im][N(OTf)2]，
[C4C1im]PF6 三种离子液体在甲醇，CH2Cl2中的扩散系数
2、其他物质在离子液体中的扩散系数
2、1 具有氧化还原活性的分子在离子液体中的扩散系数
5、水在离子液体[BMIM][TFSI] 中的反常扩散
6、三碘化物在混合离子液体中的扩散系数
MPII,EMIC,EMIDCA,EMIBF4,EMINTf2
14、 CO,DPA,DPCP在不同离子液体中的扩散系数
17、CO2在离子液体中的扩散系数
41、气体在[BMIM][PF6]中的扩散系数和离子液体的自扩散系数
20、气体在五种鏻型离子液体中的扩散系数
21、25℃下三碘化物在两种离子液体混合物中的扩散系数431,1,1,2-tetrafluoroethane (R-134a)在七种离子液体中的扩散系数
3、离子液体的自扩散系数
3、11-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([emim][BF4])
和LiBF4混合 Li BF4六种不同浓度下离子的自扩散系数
3、 EMIBF4，EMITFSI，BPBF4，BPTFSI中阳离子和阴离子的自扩散系数
4、咪唑型离子液体分子动力学模拟自扩散
8、
[BMIM][PF6] （自制和购买两种）在不同温度下的自扩散系数
10、胍基型离子液体的自扩散研究模型1
1、[bmim][PF6]的分子动力学研究
12、 N-methyl-N-propyl-pyrrolidinium bis-(trifluoromethanesulfonyl)imide (PYR13TFSI)和LiTFSI混合体系中不同温度和组成下离子的自扩散系数
13、 (1? x)(BMITFSI), xLiTFSI x＜0、4
15、质子传递的离子液体的自扩散系数
16、 DEME-TFSA 和 DEME-TFSA-Li 的自扩散系数18 用
pulsed field gradient NMR测离子液体和离子液体混合物的传递性质
41、气体在[BMIM][PF6]中的扩散系数和离子液体的自扩散系
数
25、离子液体不同侧链长度对扩散的影响
1、离子液体在其他溶剂中的扩散系数
2、其他物质在离子液体中的扩散系数
2、1 具有氧化还原活性的分子在离子液体中的扩散系数离子
液体1-butyl-3-methylimidazolium bis-(trifluoromethylsulfonyl)amide
[BMIM][TFSI]butyltriethylammonium
bis(trifluoromethylsulfonyl)amide)
[Et3BuN][TFSI]N-methyl-N-butylpyrrolidinium
bis{(trifluoromethyl)sulfonyl}-amide
[Pyr][TFSI]被测的氧化还原对Dodzi Zigah, Jalal Ghilane, Corinne Lagrost, and Philippe Hapiot 、Variations of diffusion coefficients of redox active molecules in room temperature ionic liquids upon electron transfer、 J、Phys、 Chem、 B,全文结束》》,112 (47),14952-1495
83、离子液体的自扩散系数
3、11-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([emim][BF4])
和LiBF4混合 Li BF4六种不同浓度下离子的自扩散系数Fig、1 Arrhenius plots of the self-diffusion coefficients for (a)
Li, (b)
BF4, and (c)
[emim]、在[emim][BF4]中，尽管[emim]分子大小比[BF4]大，但是
[emim]扩散比[BF4]稍微快一点，说明
[BF4]不是以单个离子扩散的。在[Li][emim][BF4]二元体系中，
[emim]扩散最快，然后是BF4，Li最慢。最小的离子尺寸扩散最慢。Hayamizu K, Aihara Y, Nakagawa H, Nukuda T, Price WS、 Ionic conduction and ion diffusion in binary room-temperature ionic liquids composed of
[emim][BF4] and LiBF
4、 JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B,108(2004):19527-1953
23、 EMIBF4，EMITFSI，BPBF4，BPTFSI中阳离子和阴离子的自扩散系数1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIBF4)1-ethyl-3-methylimidazolium
bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (EMITFSI)1-butylpyridinium tetrafluoroborate (BPBF4)1-
butylpyridinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (BPTFSI)N、
A、Stolwijk ,Sh、Obeidi、 Combined analysis of self-diffusion, conductivity, and viscosity data on room temperature ionic liquids、 Electrochimica
Acta,54(xx),1645-165
35、咪唑型离子液体分子动力学模拟自扩散1- alkyl-3-methylimidazolium
[amim](+)
(alkyl=methyl, ethyl, propyl, and butyl)
family with PF6-, NO3-, and Cl- counterions模拟结果Table II、 Simulated cation and anion diffusion coefficients Di (in10?11m2 s?1)
and cationic transference numbers of ionic liquids at different temperatures from MSD plots、 The melting points for ionic liquids from literature are also reported、IL ([amim][X])T(K)D+D?t+Tmp(K)[dmim][Cl]42
32、701、8
50、593398a[dmim][NO3]38
33、9
50、572357a[dmim][PF6]37
63、8
32、0
40、652362b[emim][Cl]37
72、4
31、5
30、614360a[emim][NO3]37
95、0
33、8
60、566312a[emim][PF6]3703、6 62、0
50、641333a[pmim][Cl]38
41、5
51、3
80、529333a[pmim][NO3]37
74、1
23、4
30、546[pmim][PF6]37
33、3
61、8
50、645313a[bmim][Cl]3800、6
40、515340a[bmim][NO3]37
92、5
92、2
90、531[bmim][PF6]37
42、702、0
10、573279aaFrom Refs、4,
66、bFrom Dzyuba and Bartsch, Ref、
67、Table III、 The diffusion coefficient (in10?11m2 s?1)
for the cations and anions from the slope of MSD
plots (with values in parentheses)
and integration of the VACFs (with the standard deviations in parentheses)
and the cationic transference number t+ for12 ionic liquids at T=400K、IL ([amim][X])MSDVACFD+ ()D?
()t+D+D?t+[dmim][Cl]
1、46 (0、56)0、96 (0、45)0、60
2、9(0、7)
2、7(0、7)0、52[dmim][NO3]
4、72 (0、78)
3、91 (0、75)0、5
57、2(0、6)
6、0(0、8)0、54[dmim][PF6] 3、69 (0、67)
2、31 (0、60)0、6
26、6(
1、1)
4、4(
1、1)0、60[emim][Cl]
3、78 (0、74)
2、59 (0、62)0、5
95、7(
1、1)
5、6(
1、3)0、50[emim][NO3]
6、74 (0、82)
5、61 (0、78)0、5
59、3(
1、2)
8、4(
1、3)0、53[emim][PF6]
5、74 (0、75)
3、04 (0、61)0、6
57、8(
1、4)
4、8(
1、6)0、62[pmim][Cl]
2、61 (0、74)
2、20 (0、68)0、5
44、9(0、8)
5、5(0、9)0、47[pmim][NO3]
4、97 (0、74)
4、47 (0、70)0、5
38、2(0、7)
8、3(0、9)0、50[pmim][PF6]
4、71 (0、74)
2、79 (0、63)0、6
35、0(
1、0)
4、3(
1、0)0、54[bmim][Cl]0、72 (0、39)0、75 (0、37)0、4 9
2、5(
1、0)
3、2(
1、2)0、44[bmim][NO3]
4、70 (0、78)
4、47 (0、78)0、5
15、4(
1、1)
4、9(
1、2)0、53[bmim][PF6]
4、56 (0、77)
3、15 (0、68)0、5
95、8(
1、0)
4、8(
1、0)0、55First citation in article Table IV、 Cation and anion diffusion coefficients Di (in10?11m2 s?1) for various ionic liquids from the present simulations at400 K and the recent literature、 In all references, the simulated diffusion coefficients are calculated from the Einstein relation except for Refs、40,41 which used integration of the VACF(t)、RTILD+D?Our workSimulationsExpt、Our workSimulationsExpt、[dmim][Cl]
1、4
61、09,a11,b43c0、9
60、88,a8,b38c[dmim][PF6]
3、6
92、6,a
4、7,d12b
2、3
11、3,a
3、2,d6b[emim][Cl] 3、78
17、0,a34,e
3、6f
2、5
99、4,a
19、9,e
1、4f[emim][NO3] 6、7
43、1,g
9、6,h
5、1,i
14、9j
5、6
11、65,g
5、8,h
4、8,i
15、5j[emim][PF6]
5、7
42、3,i
5、6,k 0、13a
3、0
41、05,i
3、54,k 0、13a[bmim][Cl]0、72 22、3,a
1、4l0、75
11、4,a
3、1l[bmim][NO3]
4、70
5、3,m
23、8n
4、4
74、5,m
27、5n[bmim][PF6]
4、5
65、6,a
14、1,o
24、4,p
3、5q
20、91r
3、1
52、8,a
6、2,o
20、5,p
2、9q
17、86raReference
37、bReference18, united atom force field、cReference18, explicit atom force field、dReference
30、eReference41, force field of Urahata and Ribeiro, Ref、
35、fReference40,404 K, force field of Shim et al、, Ref、
42、gReference41, force field of Shim et al、, Ref、
42、hReference
32、iReference34, using a nonpolarizable force
field、jReference34, using a polarizable force field、kReference45, force field of Hanke et al、, Ref、
18、lReference
58、mReference59,363 K、nReference59,423 K、oReference
68、pReference64, refined force field of Bhargava and Balasubramanian, Ref、
64、qReference64, force field of Canongia Lopes et al、, Ref、
20、rReference27(a), experimental values from the VFT equation、扩散系数的变化趋势：对于相同阴离子，
[emim]+>[pmim]+>[bmim]+ ，对于相同阳离子，
[NO3]?>[PF6]?>[Cl]?。
[dmim]+ 因为结构对称并且在液相中排列得好（its symmetric structure and good packing in the liquid phase），扩散系数相对小。决定自扩散大小的主要因素是离子液
体阴离子的几何形状，其他因素包括离子大小和阴离子电荷移
位。M、 H、 Kowsari,Saman Alavi,Mahmud Ashrafizaadeh,and Bijan Najafi、 Molecular dynamics simulation of imidazolium-based ionic liquids、 I、 Dynamics and
diffusion coefficient、 J、 Chem、 Phys、129 (xx)
5、水在离子液体[BMIM][TFSI] 中的反常扩散[BMIM][TFSI] + water 体系中 BMIM, TFSI, 和 H2O的自扩散系数butyl-
methyl-imidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)-imide ([BMIM][TFSI])Table1: Self-Diffusion Coefficients of BMIM, TFSI, and H2Owatermolar
fractionDcationm2/s(1H)Danionm2/s(19F)Dwaterm2/s(1H)
0、03(=W0)
2、310-11
2、010-11
3、510-11 0、12
2、610-11
2、310-11
13、410-11 0、22
2、710-11
2、510-11
20、610-11 0、3
2、910-11
2、610-11
26、810-11The variation of the self-diffusion coefficients versus water amount indicates that water does not induce a significant increase of the ion pair dissociation but disturbs the RTIL cohesion、 Moreover, whereas very similar evolutions are observed for anion and cation (increase of30%), in the same range of water molar fraction the increase of Dwater is25 times greater、 It indicates that miscibility of water is not complete at the microscale and that the
[BMIM][TFSI] + water system shows a partial segregation between
[BMIM][TFSI] + some water molecules phase and water + some
[BMIM][TFSI] ions phase、 o Top of Page o
Introduction o Experimental Methods o Results and Discussion o ConclusionAnne-Laure Rollet, Patrice Porion, Michel Vaultier, Isabelle Billard, Michael Deschamps, Catherine Bessada, and Laurence Jouvensal、 Anomalous Diffusion of Water in
[BMIM][TFSI] Room-Temperature Ionic Liquid、 J、Phys、 Chem、 B,全文结束》》,111 (41),11888–1189
16、三碘化物在混合离子液体中的扩散系数
MPII,EMIC,EMIDCA,EMIBF4,EMINTf21-Methyl-3-propylimidazolium iodide (MPII)1-Ethyl-3-methylimidazolium chloride (EMIC)1-Ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide (EMIDCA)1-Ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIBF4)1-Ethyl-3-methylimidazolium
bis(trifluoromethylsulfonyl)imide(EMINTf2)The determined triiodide diffusion coefficients for the three systems with 0、05 mol L_1 iodine and varying MPII concentration in an IL based electrolyte are in a range from
1、2210-7 cm2 s-1 for MPII up to
8、3010-7 cm2 s_1 for91 mol% EMIDCA,
3、6110_7 cm2 s_1 for90mol% EMIBF4 and
4、0710_7cm2 s_1 for90mol% EMINTf
2、Phillipp Wachter, Christian Schreiner, Markus Zistler, Dirk Gerhard, Peter Wasserscheid, Heiner J、Gores、 A microelectrode study of triiodide diffusion coefficients in mixtures of room temperature ionic liquids, useful for dye-sensitised solar cells、Microchim Acta (xx)
160:125–13
37、五种1-乙基-3-甲基咪唑型离子液体在水溶液中无限稀释，温度范围303、2-3
23、2K下的扩散系数 Taylor dispersion method
[Emim][C2N3 (dicyanamide)],[Emim][BF4 (tetrafluoroborate)],
[Emim][C2H5SO4 (ethylsulfate)],
[Emim][CF3SO3 (trifluoromethanesulfonate)],
[Emim][MDEGSO4 (2-(2-methoxyethoxy)
ethylsulfate)]Chun-LiWong, Allan N、 Soriano, Meng-Hui Li、 Diffusion coefficients and molar conductivities in aqueous solutions of1-ethyl-3-methylimidazolium-based ionic liquids、 Fluid Phase Equilibria271 (xx)
43–5
28、
[BMIM][PF6] （自制和购买两种）在不同温度下的自扩散系数合成和购买的离子液体两个样品的自扩散系数有很大差异，说明很少量的杂质可以在很大程度上影响离子液体中的传递现象。Tatsuya Umecky, Mitsuhiro Kanakubo?, Yutaka Ikushima、Self-diffusion coefficients of1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate with pulsed-field gradient spin-echo NMR technique、 Fluid Phase Equilibria228–229 (xx) 329–33
39、甲醇/[BMIM][PF6]体系中，25℃下不同[BMIM][PF6]浓度的相互扩散系数实验结果说明即使很少量的离子液体也能很大地干扰混合物的物质传递特性。J、Richter,
A、Lerchter, N、Grober、 Digital image holography for diffusion measurements in melten salts and ionic liquids-method and first results、 Journal of Molecular
Liquids103–104 (2003)
359–370
10、胍基型离子液体的自扩散研究模型离子液体类型：The GILs simulated in this work were constituted by pairing guanidinium-based cations with nitrate (-N)
and perchlorate anions (-C)、 Four cations were used for simulated GILs: two acyclic cations, namely pentamethylpropylguanidinium (AP)
and pentamethylbutylguanidinium (AB), as well as two cyclic cations, tetramethylguanidinium (CM)
and trimethylbutylguanidinium (CB)、Table
2、 Self-Diffusion Coefficients of Cations and Anions at Different Temperatures, Pre-Exponential Factors, and Diffusive Activation Energies
aGILD300KD400KD450KD500KD550KD600Kln D∞EaAP-Ncat
1、3(
2、9)98245529846?
14、
30、3
32、
61、3an
2、0(
2、9)1453847591262?
13、
90、3
32、
41、4AB-Ncat
3、6)98281605916?13、9 0、6
33、
92、5an
1、7(
4、3)1504619061483?13、
40、6
34、
22、5AP-Ccat0、5( 1、8)57163348624?14、00、3
35、
91、2an0、5(
2、3)73202475862?1
3、4 0、2
37、
30、9AB-Ccat0、4( 1、6)61197440762?13、
30、5
扩散系数计算
扩散系数计算 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
扩散系数 费克定律中的扩散系数Ｄ代表单位浓度梯度下的扩散通量，它表达某个组分在介质中扩散的快慢，是物质的一种传递性质。 一、 气体中的扩散系数 气体中的扩散系数与系统、温度和压力有关，其量级为52 10/m s -。通常对于二元气体Ａ、B 的相互扩散，Ａ在B 中的扩散系数和B 在A 中的扩散系数相等，因此可略去下标而用同一符号Ｄ表示，即AB BA D D D ==。 表７－１给出了某些二元气体在常压下（5 1.01310Pa ?）的扩散系数。 对于二元气体扩散系数的估算，通常用较简单的由富勒（Fuller ）等提出的公式： 1/31/32 [()()]A B D P v v = +∑∑ （７－１９） 式中，D －Ａ、B 二元气体的扩散系数，2 /m s ； P －气体的总压，Pa ； T －气体的温度，Ｋ； A M 、 B M －组分Ａ、B 的摩尔质量，/kg kmol ； A v ∑、B v ∑－组分Ａ、B 分子扩散体积，3 /cm mol 。 一般有机化合物可按分子式由表７－２查相应的原子扩散体积加和得到，某些简单物质则在表７－２种直接列出。 5 1.01310Pa ?
式７－１９的相对误差一般小于１０％。 二、 液体中的扩散系数 由于液体中的分子要比气体中的分子密集得多，因此也体的扩散系数要比气体的 小得多，其量级为92 10/m s -。表７－３给出了某些溶质在液体溶剂中的扩散系数。 式估算： 15 0.6()7.410 T B AB A M T D V -φ=?μ 2/m s （７－２１） 式中，AB D －溶质Ａ在溶剂Ｂ中的扩散系数（也称无限稀释扩散系数），2 /m s ； T －溶液的温度，Ｋ； μ－溶剂Ｂ的粘度，.Pa s ；
实验：水分子扩散系数
《计算材料学》实验讲义 实验二：分子动力学模拟-水分子扩散系数 一、前言 分子动力学模拟的基本思想是将物质看成是原子和分子组成的粒子系统（many-body systems ），设置初始位能模型，通过分析粒子的受力状况，计算粒子的牛顿运动方程，得到粒子的空间运动轨迹，可以求得复杂体系的热力学参数以及结构和动力学性质。分子动力学模拟的理论是统计力学中的各态历经假说(Ergodic Hypothesis)，即保守力学系统从任意初态开始运动，只要时间足够长，它将经过相空间能量曲面上的一切微观运动状态，系统力学量的系综平均等效力学量的时间平均，因此可以通过计算系综的经典运动方程来得到力学量的性质。比如，由N 个粒子组成的系综的势能计算函数为： int U U U VDW += (1-1) VDW U 表示粒子内和粒子之间的Van der Waals 相互作用；int U 表示粒子的内部势能（键角弯曲能，键伸缩能、键扭转能等）；根据经典力学方程，系统中第i 个粒子的受力大小为： U k z j y i x U F i i i i i ??? ? ????+??+??-=-?= (1-2) 那么第i 个粒子的加速度可以通过牛顿第二定律得到： ()()i i i m t F t a = (1-3) 由于体系有初始位能，每个粒子有初始位置和速度，那么加速度对时间进行积分，速度对时间积分就可以获得各个任意时刻粒子的速度和位置： i i i a v dt d r dt d ==22 (1-4) t a v v i i i +=0 (1-5) 2002 1t a t v r r i i i i ++= (1-6) i r 和v 分别是系统中粒子t 时刻的位置和速度，0i r 和0i v 分别是系统中粒子初始时刻的位置和速度。依据各态历经假说，可获得任意物理量Q 的系综平均，因此得到体系的相关性质：
扩散系数计算
7.2.2扩散系数 费克定律中的扩散系数Ｄ代表单位浓度梯度下的扩散通量，它表达某个组分在介质中扩散的快慢，是物质的一种传递性质。 一、气体中的扩散系数 气体中的扩散系数与系统、温度和压力有关，其量级为52 10/m s -。通常对于二元气体 Ａ、B 的相互扩散，Ａ在B 中的扩散系数和B 在A 中的扩散系数相等，因此可略去下标而用同一符号Ｄ表示，即AB BA D D D ==。 表７－１给出了某些二元气体在常压下（5 1.01310Pa ?）的扩散系数。 对于二元气体扩散系数的估算，通常用较简单的由富勒（Fuller ）等提出的公式： 1/31/32 [()()]A B D P v v = +∑∑ （７－１９） 式中，D －Ａ、B 二元气体的扩散系数，2 /m s ； P －气体的总压，Pa ； T －气体的温度，Ｋ； A M 、 B M －组分Ａ、B 的摩尔质量，/kg kmol ； A v ∑、 B v ∑－组分Ａ、B 分子扩散体积，3 /cm mol 。 一般有机化合物可按分子式由表７－２查相应的原子扩散体积加和得到，某些简单物质则在表７－２种直接列出。 5 1.01310Pa ?
式７－１９的相对误差一般小于１０％。 二、液体中的扩散系数 由于液体中的分子要比气体中的分子密集得多，因此也体的扩散系数要比气体的小得 多，其量级为92 10/m s 。表７－３给出了某些溶质在液体溶剂中的扩散系数。
对于很稀的非电解质溶液（溶质Ａ＋溶剂Ｂ），其扩散系数常用Wilke-Chang 公式估算： 15 0.6()7.410 T B AB A M T D V -φ=?μ 2/m s （７－２１） 式中，AB D －溶质Ａ在溶剂Ｂ中的扩散系数（也称无限稀释扩散系数），2 /m s ； T －溶液的温度，Ｋ； μ－溶剂Ｂ的粘度，.Pa s ； B M －溶剂Ｂ的摩尔质量，/kg kmol ； φ－溶剂的缔合参数，具体值为：水2.6；甲醇1.9；乙醇1.5；苯、乙醚等不缔合的溶剂 为1.0； A V －溶质A 在正常沸点下的分子体积，3/ cm mol ，由正常沸点下的液体密度来计 算。若缺乏此密度数据，则可采用Tyn-Calus 方法估算： 1.048 0.285c V V =，其中c V 为物质 的临界体积（属于基本物性），单位为3 /cm mol ，见表7－４。
CV、EIS以及如何计算锂离子电池扩散系数
CV、EIS以及如何计算锂离子电池扩散系数 ■ 仁循环伏安法 2.交流阻抗法 . 3.扩散系数
循环伏安法 在一定扫描速率下，从起始电位正向扫描到转折电位期间，电极中活性物质被氧化，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位变到原起始电位期间，电极中活性物质被氧化，产生还原电流。 循环伏安法 所以判断循环伏安图上的峰是氧化峰还是还原峰.并不是看峰电流是正还是负，而是看扫描电位的变化。电位从低到高是氧化过程，亦称为正 向扫描(positive)；从高到低是还原过程，亦称为负向扫描(negative) ?
循坏伏安法 Cyclic Voltammetry Parameters 讽EM ........... |2 -------- ---------- 初始电位，设定的起始电压 HighEM .......... [0 -------- ---------- ＞高电位，电压窗口的最高电压 LowE (V) ........ [0 ---------- 低电位，电压窗口的最低电压 FinalEM ......... |o ---------- 截止电位，设定的终止电压ImtoalScanPoiarty........ jNegative --- ＞扫描方向，第一步是正向还是负向 Scan Rate (V/$) . [ol ---------- 扫描速度，一般0.0001 V/s Sweep Segments .. 2 ■?扫描段数，两段是?圈 Sam^JeInterval (V) -------------------- R而＞响应间隔，隔多少V出一个点 Qu^Hrnehec) ..... [2 ---------- 静置时间，测量前体系静置多长时间 STy(AM .......... [2006耳 ------------ 灵敏度，可以理解为纵坐标的量程 厂Auto Sens i Scm Rate <- 0 01 VA----- 自动关敏度 厂Enable Final E 厂Aimkary Signal Recording 循坏伏安法 对于可逆性好的体系，设定的时候初始设定为开路电压，为了得到闭合环，所以截 止电压和初始电压一样。扫描方向跟材料有关，第一步发生氧化反应，也就是脱锂的，应该正向扫, 也就是positiver 反之negativeo 这种设定方式多见于正极材料. Cydic Volummetry P*r*meters Cydic VaHamnetry P*rimcten
扩散系数计算
7、2、2扩散系数 费克定律中的扩散系数Ｄ代表单位浓度梯度下的扩散通量,它表达某个组分在介质中扩散的快慢,就是物质的一种传递性质。 一、气体中的扩散系数 气体中的扩散系数与系统、温度与压力有关,其量级为5 2 10/m s -。通常对于二元气体Ａ、B 的相互扩散,Ａ在B 中的扩散系数与B 在A 中的扩散系数相等,因此可略去下标而用同一符号Ｄ表示,即AB BA D D D ==。 表７－１给出了某些二元气体在常压下(5 1.01310Pa ?)的扩散系数。 对于二元气体扩散系数的估算,通常用较简单的由富勒(Fuller)等提出的公式 : 1/31/32 [()()]A B D P v v = +∑∑ (７－１９) 式中,D －Ａ、B 二元气体的扩散系数,2 /m s ; P －气体的总压,Pa ; T －气体的温度,Ｋ; A M 、 B M －组分Ａ、B 的摩尔质量,/kg kmol ; A v ∑、B v ∑－组分Ａ、B 分子扩散体积,3 /cm mol 。 一般有机化合物可按分子式由表７－２查相应的原子扩散体积加与得到,某些简单物质则在表７－２种直接列出。 5 1.01310Pa ?
式７－１９的相对误差一般小于１０％。 二、液体中的扩散系数 由于液体中的分子要比气体中的分子密集得多,因此也体的扩散系数要比气体的小得多, 其量级为92 10/m s -。表７－３给出了某些溶质在液体溶剂中的扩散系数。 对于很稀的非电解质溶液(溶质Ａ＋溶剂Ｂ),其扩散系数常用Wilke-Chang 公式估算: 15 0.6()7.410 T B AB A M T D V -φ=?μ 2/m s (７－２１) 式中,AB D －溶质Ａ在溶剂Ｂ中的扩散系数(也称无限稀释扩散系数),2 /m s ;
扩散系数计算
它表达某个组分在介质中扩 0.0101T 1.75 (7—19) 722扩散系数 费克定律中的扩散系数D 代表单位浓度梯度下的扩散通量， 散的快慢，是物质的一种传递性质。 一、气体中的扩散系数 气体中的扩散系数与系统、温度和压力有关，其量级为 10 m 2/s 。通常对于二元气体 A 、 B 的相互扩散，A 在 B 中的扩散系数和 B 在A 中的扩散系数相等，因此可略去下标而 用同一符号D 表示，即 D AB = D BA =D 。 表7 — 1给出了某些二元气体在常压下( 1.013 105Pa )的扩散系数。 对于二元气体扩散系数的估算，通常用较简单的由富勒( Fuller )等提出的公式: p[c V A )1/3 e V B )1/3]2 2 式中，D —A 、B 二元气体的扩散系数， m /s ； P —气体的总压，Pa ; T —气体的温度，K ； M A 、M B —组分 A 、 B 的摩尔质量，kg/kmol ； 7 V A 7 V B 3 、 —组分A 、B 分子扩散体积，cm 3 /mol 。 一般有机化合物可按分子式由表7-2查相应的原子扩散体积加和得到， 某些简单物质 则在表7-2种直接列出。 表7-1某些二元气体在常压下(5 )的扩散系数 系统 温度/K 扩散系数/(10-5m 2 /s) 系统 温度/K - 5 2 扩散系数/(10 m/s) H 2—空气 273 6.11 甲醇一空气 273 1.32 He —空气 317 7.56 乙醇一空气 273 1.02 02—空气 273 1.78 正丁醇-空气 273 0.703 Cl 2 —空气 273 1.24 苯-空气 298 0.962 H 2O —空气 273 2.20 甲醇一空气 298 0.844 298 2.56 H 2— CO 273 6.51 332 3.05 H 2— CO 2 273 5.50 NH 3 —空气 273 1.98 H 2— N 2 273 6.89 CO 2 —空气 273 1.38 294 7.63 298 1.64 H 2— NH 3 298 7.83 SO 2 —空气 293 1.22 He — Ar 298 7.29 7-2 原子扩散体积 3 v/(cm /mol) 分子扩散体积 3 工 V /( cm /mol) 原子扩散体积 3 v/(cm /mol) 分子扩散体积 3 工 V /( cm /mol) C 15.9 He 2.67 S 22.9 CO 18.0
扩散系数总结
1.离子液体在其他溶剂中的扩散系数 7. 五种1-乙基-3-甲基咪唑型离子液体在水溶液中无限稀释，温度范围303.2-323.2K下的扩散系数Taylor dispersion method 9. 甲醇/[BMIM][PF6]体系中，25℃下不同[BMIM][PF6]浓度的相互扩散系数 42. [C4C1im]BF4, [C4C1im][N(OTf)2]，[C4C1im]PF6三种离子液体在甲醇，CH2Cl2中的扩散系数 2.其他物质在离子液体中的扩散系数 2.1 具有氧化还原活性的分子在离子液体中的扩散系数 5. 水在离子液体[BMIM][TFSI] 中的反常扩散 6. 三碘化物在混合离子液体中的扩散系数MPII,EMIC,EMIDCA,EMIBF4,EMINTf2 14. CO,DPA,DPCP在不同离子液体中的扩散系数 17.CO2在离子液体中的扩散系数 41.气体在[BMIM][PF6]中的扩散系数和离子液体的自扩散系数 20. 气体在五种鏻型离子液体中的扩散系数 21. 25℃下三碘化物在两种离子液体混合物中的扩散系数 43 1,1,1,2-tetrafluoroethane (R-134a)在七种离子液体中的扩散系数 3.离子液体的自扩散系数 3.1 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([emim][BF4]) 和LiBF4混合 Li BF4六种不同浓度下离子的自扩散系数 3. EMIBF4，EMITFSI，BPBF4，BPTFSI中阳离子和阴离子的自扩散系数 4. 咪唑型离子液体分子动力学模拟自扩散 8. [BMIM][PF6] （自制和购买两种）在不同温度下的自扩散系数 10. 胍基型离子液体的自扩散研究模型 11. [bmim][PF6]的分子动力学研究 12.N-methyl-N-propyl-pyrrolidinium bis-(trifluoromethanesulfonyl)imide (PYR13TFSI)和LiTFSI混合体系中不同温度和组成下离子的自扩散系数 13.(1? x)(BMITFSI), x LiTFSI x＜0.4 15. 质子传递的离子液体的自扩散系数 16. DEME-TFSA和DEME-TFSA-Li 的自扩散系数 18 用pulsed field gradient NMR测离子液体和离子液体混合物的传递性质 41.气体在[BMIM][PF6]中的扩散系数和离子液体的自扩散系数 25. 离子液体不同侧链长度对扩散的影响 1. 离子液体在其他溶剂中的扩散系数 2. 其他物质在离子液体中的扩散系数 2.1 具有氧化还原活性的分子在离子液体中的扩散系数 离子液体
扩散系数计算
扩散系数 费克定律中的扩散系数Ｄ代表单位浓度梯度下的扩散通量，它表达某个组分在介质中扩散的快慢，是物质的一种传递性质。 一、气体中的扩散系数 气体中的扩散系数与系统、温度和压力有关，其量级为5 2 10/m s -。通常对于二元气体Ａ、B 的相互扩散，Ａ在B 中的扩散系数和B 在A 中的扩散系数相等，因此可略去下标而用同一符号Ｄ表示，即AB BA D D D ==。 表７－１给出了某些二元气体在常压下（5 1.01310Pa ?）的扩散系数。 对于二元气体扩散系数的估算，通常用较简单的由富勒（Fuller ）等提出的公式： 1/31/32 [()()]A B D P v v = +∑∑ （７－１９） 式中，D －Ａ、B 二元气体的扩散系数，2 /m s ； P －气体的总压，Pa ； T －气体的温度，Ｋ； A M 、 B M －组分Ａ、B 的摩尔质量，/kg kmol ； A v ∑、B v ∑－组分Ａ、B 分子扩散体积，3 /cm mol 。 一般有机化合物可按分子式由表７－２查相应的原子扩散体积加和得到，某些简单物质则在表７－２种直接列出。 5 1.01310Pa ?
式７－１９的相对误差一般小于１０％。 二、液体中的扩散系数 由于液体中的分子要比气体中的分子密集得多，因此也体的扩散系数要比气体的小得多，其量级为9 2 10/m s -。表７－３给出了某些溶质在液体溶剂中的扩散系数。 对于很稀的非电解质溶液（溶质Ａ＋溶剂Ｂ），其扩散系数常用Wilke-Chang 公式估算： 15 0.6()7.410 T B AB A M T D V -φ=?μ 2/m s （７－２１） 式中，AB D －溶质Ａ在溶剂Ｂ中的扩散系数（也称无限稀释扩散系数），2 /m s ； T －溶液的温度，Ｋ； μ－溶剂Ｂ的粘度，.Pa s ； B M －溶剂Ｂ的摩尔质量，/kg kmol ； φ－溶剂的缔合参数，具体值为：水；甲醇；乙醇；苯、乙醚等不缔合的溶剂为； A V －溶质A 在正常沸点下的分子体积，3/cm mol ，由正常沸点下的液体密度来计算。 若缺乏此密度数据，则可采用Tyn-Calus 方法估算： 1.048 0.285c V V =，其中c V 为物质的临界
扩散系数计算
. 7.2.2扩散系数 费克定律中的扩散系数Ｄ代表单位浓度梯度下的扩散通量，它表达某个组分在介质中扩散的快慢，是物质的一种传递性质。 一、气体中的扩散系数 ?52s10m/。通常对于二元气体气体中的扩散系数与系统、温度和压力有关，其量级为中的扩散系数相等，因此可略去下标而B在AＡ、B的相互扩散，Ａ在B中的扩散系数和D?D?D。用同一符号Ｄ表示，即BAAB5Pa?101.013）的扩散系数。表７－１给出了某些二元气体在常压下（Fuller）等提出的公式：对于二元气体扩散系数的估算，通常用较简单的由富勒 ??1/321/3]vv))?(P[(BA（７－１９）（111.75?0.0101TMM BA?D 2m/sD；二元气体的扩散系数，式中，－Ａ、B PaP；－气体的总压，T－气体的温度，Ｋ；MMkg/kmol；的摩尔质量，、－组分Ａ、B BA??vv BA3molcm/、－组分Ａ、B分子扩散体积，。某些简单物质一般有机化合物可按分子式由表７－２查相应的原子扩散体积加和得到，则在表5 表７－２原子扩散体积和分子扩散体积 1 / 4 .
注：已列出分子扩散体积的，以后者为准。 式７－１９的相对误差一般小于１０％。二、液体中的扩散系数由于液体中的分子要比气体中的分子密集得多，因此也体的扩散系数要比气体的小得2?9s10m/。表７－３给出了某些溶质在液体溶剂中的扩散系数。多，其量级为表７－３溶质在液体溶剂中的扩散系数（溶质浓度很低） Wilke-Chang公式估算：（溶质Ａ＋溶剂Ｂ），其扩散系数常用对于很稀的非电解质溶液 T T?M)(15?B10?7.4D?AB0.6V?2sm/（７－２１）A D2sm/－溶质Ａ在溶剂Ｂ中的扩散系数（也称无限稀释扩散系数）；，式中，AB T－溶液的温度，Ｋ； ?sPa.－溶剂Ｂ的粘度，；Mkmol/kg；－溶剂Ｂ的摩尔质量，B?；苯、乙醚等不缔合的溶剂；乙醇1.91.5－溶剂的缔合参数，具体值为：水2.6；甲醇 1.0；为V3molcm/，由正常沸点下的液体密度来计－溶质A在正常沸点下的分子体积，A1.048VV0.285V?为物质的方法估算：则可采用算。若缺乏此密度数据，Tyn-Calus，其中cc2 / 4 . 3C
混凝土——氯离子扩散系数
混凝土氯离子扩散系数 （1）基本原理 氯离子扩散系数是一个描述混凝土内部氯离子迁移状况的物理量，它与介质两边的浓度梯度、穿透物质总量、穿透距离、穿透面积以及时间等因素有关。氯离子扩散系数的计算公式是：D=（穿透物质总量×穿透距离）／（时间×穿透面积×两边浓度梯度）。 （2）目的与适用范围 本方法适用于以测定氯离子在混凝土试件中非稳态迁移的迁移系数来确定混凝土抗氯离子渗透性能。 （3）仪器与材料 氯离子扩散系数测定仪真空保水机 试剂：阴极溶液采用10%的NaCl溶液，阳极溶液采用0.3mol/L的NaOH 溶液，Ca(OH)2浸泡溶液，显色指示剂硝酸银溶液。 （4）环境设施 RCM试验所处的试验室温度控制在（20-25）℃。 （5）试验准备 1、RCM试验用试件直径Φ=100±1 mm，高度h=50±2 mm 的圆柱体试件。 2、先将养护到规定龄期的试件暴露于空气中至表面干燥，以硅胶或树脂密封材料涂刷试件圆柱表面或侧面，必要时填补涂层中的孔洞以保证试件圆柱面或侧面完全密封。 3、测试前应进行真空饱水。将试件放入真空干燥器中，启动真空泵，使真空干燥器中的负压保持在1～5kPa 之间，并维持这一真空3h 后注入足够的蒸馏水或者去离子水，直至淹没试件，试件浸没1h 后恢复常压，再继续浸泡18±2h。 （6）试验步骤 1. 将混凝土切割成直径为100mm、厚度为50±2 mm的圆柱试样；2．将试样在超声浴中清洗或进行饱水（视所遵循规范而定）；
3．将清洗或饱水后的试样安装在试样夹具上，注入测试溶液，连接测试主机； 4．打开NJ-RCM 氯离子扩散系数测定仪主机进行电迁移实验； 5．将电迁移后的试样沿轴向劈开，在劈开的表面上喷涂硝酸银溶液，确定扩散深度； 6．将所需数据输入主机，主机自动计算该通道的扩散系数 （7）计算 混凝土非稳定态氯离子迁移系数计算公式如下： )2 )2730238.0-d t )2()273(0239.0d -+-+?=U LX T X U L T D RCM （（ 式中： D RCM ——混凝土氯离子迁移系数，精确至0.1×10-2m 2/s ； U ——所用电压绝对值（V ）； T ——阳极溶液的初始温度和结束温度的平均值（℃）； Xd ——氯离子渗透深度的平均值（mm ），精确至0.1mm ； t ——试验持续时间（h ） （8）精度与允许差 取同组三个试件通过氯离子迁移系数的平均值作为该组试件的电通量值。如果某一个测值与中值的差值超过中值的 15％，则取其余两个测值的平均值作为该组的试验结果。如有两个测值与中值的差值都超过中值的 15％，则取中值作为该组的试验结果。 （9）铁路和公路标准的不同之处 公路未涉及混凝土氯离子迁移系数试验。
扩散系数
布朗运动的扩散系数 刘佳杰 201202008010 摘 要：布朗运动即为分子无规则的运动，布朗运动中的扩散系数与分子的大小形状有何关系，我们设计了试验，进行求解。 关键词：布朗运动 扩散系数 因素 一、气体扩散系数 挥发性液体之气体扩散系数可藉由Winklemann’s method 来检测，在有限内径的垂直毛细管中保持固定的温度和经过毛细管顶部的空气流量，可确定液体表面的分子扩散到气体中的蒸气分压。 已知质传速率： ???? ????? ??=Bm T A A C C L C D 'N (1) D = 扩散速率 (m 2/s) C A = A 物质于界面间的饱和浓度 (kmol/m 3) L =质传有效距离(mm) C Bm =蒸气的对数平均莫耳浓度 (kmol/m 3) C T = 总莫耳浓度＝C A +C Bm (kmol/m 3) 液体的蒸发速率： (2) ρL = 液体密度 ??? ????? ??=dt dL M ρ'N L A
???? ????? ??=??? ????? ??Bm T A L C C L C D dt dL M ρ (3) at t=0 , L=L 0 做积分 t C C C ρMD 2L L Bm T A L 202??? ? ?????? ??=- (4) ()()t C C C ρMD 2L 2L L L L Bm T A L 000??? ? ?????? ??=+-- (5) ()()0A T Bm L 0A T Bm L 0L C MDC C ρL L C C C MD 2ρL L t ???? ??+-???? ????? ??=- (6) M = 分子量 、 t = 时间 其中 ???? ????? ??=a abs T T T Vol kmol C 1 ， 其中 Vol ＝22.4 m 3 (7) T 1B C C = (8) T a v a 2B C P P P C ??? ? ??-= (9) )C ln()C (C C B2 B1B2B1Bm -= (10) T a v A C P P C ??? ? ??= （11） (二)线型最小平方法 最小平方法或称最小平方差法 (least-squares method) 的最基础型──线型的 (linear)。今有一组实验数据基本上呈现线型的态势，则若以b ax y +=表示直线方程式，其中a 代表斜率 (slope)，b 代表截距 (intercept)，则最小平方法就是在使误差的平方和达到最小，即使下式最小化 (minimize) ()[]2 n 1i i i b ax y E ∑+-== 因此
扩散系数计算
扩 散 系 数 费克定律中的扩散系数D 代表单位浓度梯度下的扩散通量, 散的快慢，是物质的一种传递性质。 一、气体中的扩散系数 A 、 B 的相互扩散，A 在 B 中的扩散系数和 B 在A 中的扩散系数相等，因此可略去下标而 用同一符号D 表示，即 D AB D BA D 。 5 表7 — 1给出了某些二元气体在常压下( 1.013 10 Pa )的扩散系数。 对于二元气体扩散系数的估算，通常用较简单的由富勒( Fuller )等提出的公式: 1/3 1/3 2 P[( V A ) ( V B )] (7—19) 2 式中， D —A 、B 二元气体的扩散系数， m /s ； P —气体的总压，Pa ; T —气体的温度，K ； M A 、M B —组分A 、 B 的摩尔质量，kg/kmol ； V A V B 3 、 —组分A 、B 分子扩散体积，cm /mol 。 一般有机化合物可按分子式由表7-2查相应的原子扩散体积加和得到， 某些简单物质 则在表7-2种直接列出。 5 表7-1某些二元气体在常压下(1.013 10 Pa )的扩散系数 气体中的扩散系数与系统、温度和压力有关，其量级为 5 2 10 m /s 。通常对于二元气体 它表达某个组分在介质中扩
式7 —19的相对误差一般小于1 0%。 、液体中的扩散系数 由于液体中的分子要比气体中的分子密集得多，因此也体的扩散系数要比气体的小得 9 2 多，其量级为10 m /s。表7 —3给出了某些溶质在液体溶剂中的扩散系数。表7 — 3 溶质在液体溶剂中 A E） ,其扩散系数常用Wilke-Cha ng公式估算: 式中，D AB—溶质A在溶剂E中的扩散系数（也称无限稀释扩散系数），m2/s ; T —溶液的温度，K; -溶剂E的粘度，Pa.s ； M B —溶剂E的摩尔质量，kg/ kmol ； —溶剂的缔合参数，具体值为：水 2.6 ；甲醇1.9 ；乙醇1.5 ；苯、乙醚等不缔合的溶剂 为1.0； V A—溶质A在正常沸点下的分子体积，cm3/mol，由正常沸点下的液体密度来计 D AB 7.4 10 15（M B）T V A0.6 2 / m /S （7 — 21）