CO2在H-STI分子筛中吸附的分子模拟研究

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《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》范文

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》篇一SBA-16及沸石改性HKUST-1在CO2吸附性能研究中的应用一、引言随着全球气候变化问题日益严峻，减少大气中二氧化碳（CO2）的排放已成为当前环境保护和可持续发展领域的重点研究课题。

为了实现这一目标，研究开发高效的CO2吸附材料成为了科研人员的重要任务。

其中，SBA-16和沸石改性的HKUST-1因其在CO2吸附方面展现出的良好性能，成为研究的热点。

本文旨在研究这两种材料在CO2吸附性能方面的应用及其潜在机理。

二、SBA-16材料及其CO2吸附性能SBA-16是一种具有高比表面积和有序介孔结构的硅基材料，因其独特的结构特性在CO2吸附领域具有广泛应用。

研究表明，SBA-16的介孔结构有利于提高其与CO2分子的相互作用，从而提高CO2的吸附能力。

此外，SBA-16的化学稳定性使其在高温、高湿等恶劣环境下仍能保持良好的吸附性能。

三、沸石改性的HKUST-1材料及其CO2吸附性能HKUST-1是一种铜基金属有机骨架（MOF）材料，具有良好的CO2吸附性能。

然而，其在实际应用中仍存在一些局限性，如稳定性较差等。

为了改善这一状况，研究人员通过沸石改性HKUST-1，以提高其结构稳定性和CO2吸附性能。

改性后的HKUST-1具有更高的比表面积和更强的CO2吸附能力，使其在CO2吸附领域具有更好的应用前景。

四、SBA-16及沸石改性HKUST-1的CO2吸附性能研究本研究采用SBA-16及沸石改性的HKUST-1作为研究对象，通过实验和理论计算相结合的方法，研究其在CO2吸附性能方面的表现。

首先，我们通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对材料的结构和形貌进行表征。

然后，在实验室条件下进行CO2吸附实验，观察并记录材料的CO2吸附性能。

此外，我们还利用量子化学计算方法，从理论上分析材料与CO2分子之间的相互作用机理。

五、实验结果与讨论通过实验和理论计算，我们得到了以下结果：1. SBA-16和沸石改性的HKUST-1均具有较高的CO2吸附能力，其中沸石改性的HKUST-1的吸附性能更为优异。

H-STI分子筛吸附特性的模拟研究

隙，隙大小因结构差异而不同，而可对不同分子孔从尺寸的物质进行选择性的吸附分离。吸附法作为一
种分离技术，已广泛地应用于工业生产领域的各个方面，特别是以分子筛作为吸附剂的吸附过程有着广泛的应用 ¨ ３。ＳＩ石因其沸石原矿热稳定性－］Ｔ沸低，关其吸附性质的实验研究报道很少，致有导其在工业上很难具有应用价值。笔者针对改性的ＳＩＴ沸石Ｈ —ＳＩ行了吸附特性研究，拓了ＳＩＴ进开Ｔ沸石的应用领域。近年来，算机模拟技术作为一种有效的科学计研究方法已广泛应用于微孔材料如分子筛的研究中，并在结构、力学、附分离等性质的研究中取热吸得了成功Ｊ。计算机模拟几乎可以用于分子筛的
ａｄｄｓｒｉｎｓｔｎａｏｐｔｏｉｅ，ｉｈｅ￣ａｗｏｋｗａｂｔｉｅｎｔｍｅｒｓｏａｎｄ．Ｔｈｓｅｕｔｏｌｅｓｔｅｒｔｃｌｂｓｓｉｘｅｉｎａｔｄｅｅｅｒｓｌｓｃｕｄｂｅｕｓｄａｈｏｅｉａａｉｎｅｐｒｍｅｔｌｓｕｉｓａｄｅｇｎｅｎｇｄｓｇｎｎｉｅｒｅｉｎ．ｉＫｅｒｙｗｏｄｓ： — Ｓｌｃａｉｖｓ；ｏｔｏｍｏｅｕｌｒｓｍｕａｉｎＨＴＩｍｏｅｕｌｒｓｅｅｓｒｉｎ；ｌｃａｉｌｔｏｐ

Zeolites模板法制备氮掺杂多孔碳材料及其CO2吸附性能

Zeolites模板法制备氮掺杂多孔碳材料及其CO2吸附性能刘康恺;韩云龙;孟龙月;朴英爱【摘要】以吡咯为碳源和氮源,分子筛为模板剂,通过模板法制备了氮掺杂多孔碳材料(NPCs),研究了碳源与模板剂质量比对NPCs的孔隙结构、氮元素含量及其对CO2吸附性能的影响.采用全自动气体吸附仪、扫描电镜、透射电镜及X光射线电子能谱分析仪对NPCs的孔隙结构、形貌及元素组成进行了表征,并在常温常压下采用静态吸附法对CO2吸附性能进行了测试.结果表明:当碳源与模板剂质量配比为0.5时,所制备NPCs的比表面积为660 m2/g,平均孔径为536 nm,总孔容为0.883 cm3/g,微孔孔容达0.130 cm3/g,微孔包含的超微孔所占比例更大,对CO2有最高吸附量84.26 mg/g(298 K,0.1 MPa).【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2018(037)009【总页数】4页(P29-32)【关键词】模板法;氮掺杂;多孔碳材料;CO2吸附;气相聚合【作者】刘康恺;韩云龙;孟龙月;朴英爱【作者单位】延边大学理学院化学系,吉林延吉133002;延边大学工学院化学工程系,吉林延吉133002;延边大学理学院化学系,吉林延吉133002;延边大学工学院化学工程系,吉林延吉133002;延边大学实验室与设备管理处,吉林延吉133002【正文语种】中文【中图分类】O647.330 引言温室效应的不断增强引起了全球气候变暖、海平面上升等环境问题，CO2作为温室气体中最主要的成分，是温室效应的主要贡献者。

为了有效地捕集并储存CO2，目前常用的方法有固体吸附法、溶液吸收法、膜分离法、生物分离法和深冷分离法。

固体吸附法具有操作简单、能耗低、自动化程度高和对设备腐蚀程度低等优点，得到了广泛的应用。

常用的固体吸附材料有分子筛、活性氧化铝、金属有机框架和多孔碳材料等[1]。

氮掺杂多孔碳材料(NPCs)是多孔碳材料吸附剂一类中的新型材料，相较于直接碳化制得的多孔碳材料，NPCs通过引入含杂原子N的碱性官能团，而提高其对酸性气体CO2发生界面吸附时的结合力，从而大大提高了吸附剂对CO2的吸附性和选择性，因此受到学者们的广泛关注[2]。

二氧化碳高温吸附剂的研究进展

二氧化碳高温吸附剂的研究进展###【摘要】近年来，温室效应逐渐成为环境问题中最核心的问题之一。

为了保护环境和充分利用资源，各国的科学家都开始了对CO2减排和利用的研究工作。

本文主要简述了近年来对CO2高温吸附剂的研究进展及未来的发展情况。

【关键字】二氧化碳；高温吸附剂；化学吸附；活性炭；沸石分子筛1.引言随着经济的高速发展，生活的不断进步，作为最主要温室气体CO2的排放量日益增加，已经严重威胁到人类的安全与可持续发展。

减少CO2等温室气体的排放是当前要解决的全球核心问题之一，必须要妥善解决。

例如，日本于2010年3月至2011年3月仅仅一年时间内，因化石燃料燃烧造成的二氧化碳排放量上升了4.4％，达到11.22亿吨。

燃化石燃料的工厂CO2的排放方式主要是通过烟道气，烟道气的温度较高，一般都在350 ℃以上，由于气体温度较高，而大多数的常规吸附都是物理吸附。

而一般的物理吸附剂吸附量随温度的升高而降低，不适于高温使用，因此对烟道气中CO2的分离一般都要进行降温等一系列处理。

变温吸附过程的最大不利在于脱附周期时间过长，以致于降低了热气和吸附剂的最大接触面积。

[1] 由此可见，如何提高高温CO2吸附剂及其性能的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

2.二氧化碳处理技术目前烟道气CO2分离方法有很多种，主要方法有溶剂吸收法、膜分离、吸附法等[2]。

1-1.溶剂吸收法CO2的吸收溶剂主要包括含有缩硫醇作为氧化控制剂的烷醇胺，以及含有烷基哌嗪的甲基二乙醇胺、二烃基碳酸酯、聚乙二醇二甲醚、单-硅烷基-烷基胺、正丙醇胺、吗啉衍生物等。

化学吸收溶剂对气体有较好的吸收效果.但却难以推广，因为溶剂再生时需加热，能耗大，而且还存在污染空气、易氧化降解、对设备腐蚀严重等缺点[3]。

1-2．膜分离法膜分离法是利用一些聚合材料, 如醋酸纤维和聚酰亚胺等制成的薄膜对不同气体具有不同的渗透率这一特性来分离气体, 其中包括分离膜和吸收膜两种类型。

CO2分子吸附材料的制备及其应用研究

CO2分子吸附材料的制备及其应用研究随着现代社会的发展，化石燃料的使用不断增加，其中煤炭和石油等燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳（CO2），这种气体排放会对环境造成极大的危害，会加速全球气温上升，导致气候变化和全球范围内的自然灾害。

因此，如何有效地控制CO2的排放已经成为了人们必须面对的严峻问题。

近年来，CO2分子吸附材料已经成为了解决CO2排放的重要手段之一，这种材料可以捕获和分离CO2分子，并减少CO2的排放量，从而有效地保护环境和地球。

那么，CO2分子吸附材料是如何制备的？它又在哪些领域可以得到应用呢？一、CO2分子吸附材料的制备目前，为了实现高效吸附CO2分子的能力，人们已经开发了许多各种各样的CO2吸附材料。

其中，活性炭、沸石、金属有机骨架材料（MOFs）等材料具有较高的应用价值。

1. 活性炭制备活性炭是一种具有高比表面积、大孔隙率和结构松散的吸附材料。

其制备主要通过物理或化学方法对活性炭基础材料进行炭化、活化等处理而得。

一般来说，物理吸附方法制备的活性炭具有较高吸附速率和吸附量，但不利于热稳定性；而化学吸附方法制备的活性炭具有较高的热稳定性和化学稳定性。

2. 沸石制备沸石是一种以硅铝酸盐为主要组成部分的天然或合成结晶体吸附材料。

其可以通过化学骨架的改变以实现对CO2分子的高效吸附。

一般来说，沸石材料的制备需要经过晶种、合成、晶体结构等多过程。

3. 金属有机骨架材料（MOFs）制备MOFs是一种由金属离子和有机多齿配体组成具有多孔结构的材料，其独特的结构和高比表面积使其成为了一种具有高度应用价值的吸附材料。

MOFs的制备可以通过溶剂热法、水热法、固相反应等多种方法实现。

二、CO2分子吸附材料的应用CO2分子吸附材料在环境和能源等领域具有广泛的应用。

1. CO2排放控制通过CO2分子吸附材料可以实现对CO2排放的控制和减少。

其中，活性炭能够吸附各种有机物和不良气体，其用于对CO2的吸附效果非常好，可用于化肥和石化等CO2排放的控制。

吸附强化蒸汽重整制氢中CO2固体吸附剂的研究进展

catalytic steam reforming and in-situ CO2 removal has great advantages in SESR because they can
overcome the problems related with handling of different solids of catalyst and sorbent and decrease the
出了一些结论和今后的工作建议。本文在前人研究
基础上，系统介绍了各种高温 CO2 吸收剂的主要特
点和制备方法，提出了改善固体吸附剂在吸附强化
蒸汽重整中制高纯氢性能的有效技术及其在 SESR
率，提高 H2 产量，减少 CO2 排放。在整个 SESR 制氢技术中，吸附剂的选择与反应条件至关重要。本文探讨了
CaO、水滑石、Li2ZrO3、Li2SiO3 以及双功能吸附剂在 SESR 制氢过程中的性能，总结了提高这些吸附剂吸附性能
的不同方法。确定了固体吸附剂的反应条件，如温度、压力、水蒸气量等因素的影响及相关的反应机理。分析表
performances of CaO, hydrotalcite, Li2ZrO3, Li2SiO3 and bifunctional based sorbents during sorptionenhanced steam reforming for high-purity hydrogen production, while different methods for enhancing
sorption-enhanced steam reforming: a review
WANG Yunzhu，PAN Ziheng，ZHAO Yi，LUO Yongming，GAO Xiaoya

吸附分离天然气中二氧化碳的分子筛研究进展

吸附分离天然气中二氧化碳的分子筛研究进展马宇彤;胡云峰;刘宏鹏【摘要】A detailed introduction to several different types adsorption material of carbon dioxide and focus on the mechanism of the molecular sieve adsorption of carbon dioxide were gived.The adsorption characteristics of non-eight-membered ring and eight-membered ring molecular sieves were discussed.The differences of adsorption capacity,adsorption rate and selectivity of these adsorbents were compared.At the same time,the small pore molecular sieves are promising adsorbents materials.%对几种不同类型的吸附二氧化碳的材料进行了详细介绍,并重点介绍了分子筛吸附二氧化碳的机理.综合论述了非八元环类与八元环类分子筛的吸附特点.对比了这些吸附剂在吸附容量、吸附速度、选择性等性能,得出小孔分子筛是前景良好的吸附材料.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】5页(P70-74)【关键词】小孔分子筛;吸附容量;二氧化碳;吸附剂;选择性【作者】马宇彤;胡云峰;刘宏鹏【作者单位】东北石油大学,黑龙江大庆163000;东北石油大学,黑龙江大庆163000;哈尔滨石油学院,黑龙江哈尔滨150000【正文语种】中文【中图分类】O647.33天然气主要由甲烷组成，含有少量的氮和二氧化碳。

co2吸附材料的制备及评价本科毕设论文

密级公开学号毕业设计（论文）CO2吸附材料的制备及评价毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见北京石油化工学院毕业设计（论文）任务书学院（系、部）机械工程学院专业环境工程班级环06-2学生姓名指导教师/职称1.毕业设计（论文）题目CO2吸附材料的制备及评价2.任务起止日期：2010年3月1日至2010年6月 19 日3.毕业设计（论文）的主要内容与要求（含课题简介、任务与要求、预期培养目标、原始数据及应提交的成果）课题简介：CO2排放所引起的温室效应已经得到国际社会的广泛重视，吸附法处理CO2是一种常见的处理方法，研制开发一种吸附容量大、易于再生的吸附剂是吸附法得到广泛推广的一个重要因素。

Mg-MOF-74的制备及对CO2气体吸附的分子模拟研究共3篇

Mg-MOF-74的制备及对CO2气体吸附的分子模拟研究共3篇Mg-MOF-74的制备及对CO2气体吸附的分子模拟研究1Mg-MOF-74的制备及对CO2气体吸附的分子模拟研究随着全球气候变化和能源危机日益严重，低碳环保的新能源技术成为了人们关注的重要方向。

其中，一种被广泛研究的新材料——Mg-MOF-74，在二氧化碳捕获领域具有广阔的应用前景。

本文将介绍Mg-MOF-74的制备方法以及对CO2气体吸附机理的分子模拟研究。

一、Mg-MOF-74的制备Mg-MOF-74是由金属有机框架结构(Metal organic framework, MOF)构成的一种新型无机纳米材料。

该材料的制备方法主要有热合成法和溶胶-凝胶法两种。

热合成法是利用高温下金属离子与有机配体自组装形成多孔结构的方法，常用的有直接热合成和溶剂热法。

而溶胶-凝胶法则是将金属离子和有机配体通过溶胶-凝胶的形式形成核心-壳结构的材料。

二、Mg-MOF-74对CO2气体吸附的分子模拟研究Mg-MOF-74的结构中含有许多微米级别的孔道和微孔，因此对CO2气体的吸附表现出极高的选择性和高效率。

其分子模拟研究方法主要有分子动力学法(Molecular Dynamics, MD)和密度泛函理论法(Density Functional Theory, DFT)两种。

1. 分子动力学法(MD)分子动力学法是一种利用计算机模拟气体、液体和固体等物质的物理运动规律的方法。

该方法可模拟气体在真实环境中的运动，从而预测该材料的吸附和解吸特性。

2. 密度泛函理论法(DFT)密度泛函理论法则是一种计算化学中的理论方法，主要用于研究材料的电子结构和物理性质。

该方法可揭示材料中原子间的化学键强度、电子间的相互作用以及材料几何结构等方面的信息。

三、结论综上所述，Mg-MOF-74是一种有着广泛应用前景的新型无机纳米材料，可用于吸附二氧化碳等有害气体。

其制备方法多种多样，应根据具体情况选择最适合的方法。

弱碱性阴离子交换纤维吸附H_2S和CO_2混合气体的研究_崔成民

弱碱性阴离子交换纤维吸附H 2S 和CO 2混合气体的研究崔成民　吴　政　田树盛　周绍箕(北京服装学院材料工程系,100029) 摘　要　主要研究了弱碱性阴离子交换纤维对高浓度的H 2S 、CO 2混合气体的吸附性能,考察了各种因素对吸附的影响规律,为今后进一步的深入研究打下了一定的基础。

关键词　离子交换纤维　吸附　二氧化碳　硫化氢　分离Research for Adsorption of H 2S and CO 2M ix i ng Ga son A lka lescence An ion -exchange F iberCu i Chengm in W u Zheng T ian Shu sheng Zhou Shao ji(M a teria l E ng ineering D ep a rt m en t of B eij ing Costum e Institu te ,B eij ing 100029)Abstract Perfo r m ance of adso rp ti on of h igh concen trati on H 2S and CO 2on alkalescence an i on 2exchangefiber m ix ing gas w as researched ,and effect of vari ou s facto rs on adso rp ti on w as exam ined also ,to found advan tage research in the fu tu re .Keywords :I on 2exchange fiber ,A dso rp ti on ,Carbon di ox ide (CO 2),H ydrogen su lfide (H 2S ),Separati on 具有发达孔结构和较大比表面积的活性炭、硅藻土、分子筛等吸附剂,由于对气体的吸附能力较强,常用来作为气体吸附剂,普遍用于劳动保护、环境保护以及其它领域,但由于它们收稿日期:1999-12-01作者简介:崔成民,男,讲师,1985年毕业于南京大学化学系,现在北京服装学院材料工程系从事教学和科研工作,是1997年完成的中石化总公司“几种离子交换纤维的研制及其应用性能研究”项目的主要参与者。

基于密度泛函理论计算的co2在srtio3表面的吸附

基于密度泛函理论计算的co2在srtio3表面的吸附密度泛函理论（DFT）是一种计算电子结构和材料性质的理论方法。

它基于Kohn-Sham方程和交换-相关能泛函的近似，通过求解Kohn-Sham方程来得到物质中的电子能级和电荷密度分布。

本文将利用DFT方法研究CO2在SrTiO3(100)表面的吸附行为。

SrTiO3是一种典型的钙钛矿结构氧化物材料，具有广泛的应用前景，如催化剂、光电器件等。

CO2是一种重要的温室气体，研究CO2在SrTiO3(100)表面的吸附有助于理解CO2在该材料上的转化催化机理。

首先，我们需要构建SrTiO3(100)表面的模型。

SrTiO3的晶格常数为a=3.905Å，所以晶胞的尺寸可以选择3个相邻Ti原子的距离。

然后，我们在SrTiO3(100)表面上选择合适的吸附位点来模拟CO2的吸附。

常见的吸附位点有表面氧位点、Sr位点和Ti位点等。

在本文中，我们选择了表面氧位点来进行研究。

接下来，我们需要优化SrTiO3(100)表面和CO2分子的几何结构。

我们首先对SrTiO3(100)表面进行松弛优化，使用合适的赝势和平面波基组来计算。

在优化过程中，我们通过使体系的能量和原子之间的力达到最小来确定表面的最稳定几何结构。

然后，我们将CO2分子放置在表面氧位点上，并对整个体系进行再次松弛优化，以得到CO2在SrTiO3(100)表面上吸附的几何结构和能量。

通过计算得到的能量，我们可以判断CO2在不同吸附位点上的吸附强度。

通过计算CO2分子的吸附能，我们可以确定其吸附位点的稳定性和吸附态的构型。

吸附能可以通过以下公式计算：E_ads = E_CO2_ads - (E_SrTiO3 + E_CO2),其中E_ads表示CO2的吸附能，E_CO2_ads表示CO2在吸附位点上的总能量，E_SrTiO3表示SrTiO3(100)表面的能量，E_CO2表示CO2分子的能量。

另外，我们还可以计算CO2的吸附结构的振动频率，以探究CO2在表面上的动力学行为。

分子筛吸附二氧化碳的原理

分子筛吸附二氧化碳的基本原理1. 引言随着全球工业化进程的加快和人口的不断增长，二氧化碳（CO2）排放量不断增加，导致全球气候变暖和环境污染问题日益严重。

因此，研究和开发高效、经济、环保的CO2捕获技术变得尤为重要。

分子筛作为一种常用的吸附材料，具有优异的吸附性能和广泛的应用前景。

本文将详细介绍分子筛吸附二氧化碳的基本原理。

2. 分子筛简介分子筛是一种多孔固体材料，其结构由三维无限周期排列的硅酸铝骨架构成。

这种结构形成了一系列微孔和介孔，可以通过调节其孔径和孔隙结构来适应不同气体分子的吸附需求。

3. 分子筛吸附机制分子筛通过物理或化学相互作用与CO2分子相互作用来实现其吸附功能。

下面将详细介绍几种主要的吸附机制。

3.1 静电吸附分子筛表面带有正、负电荷，而CO2分子是一个偶极子，具有一个部分正电荷和一个部分负电荷。

因此，当CO2分子接近分子筛表面时，静电相互作用会使它们发生吸引作用，从而被吸附在分子筛表面。

3.2 偶极-偶极作用除了静电吸附外，CO2还可以通过与分子筛中的偶极性基团相互作用来实现吸附。

例如，一些含有氨基团的分子筛可以与CO2形成氢键或其他偶极-偶极相互作用。

3.3 孔道扩散孔道扩散是指CO2分子在进入孔道后沿着孔道进行扩散运动，并在孔道内发生吸附。

由于孔道的尺寸通常比CO2分子小得多，因此只有较小的气体分子能够进入并在其中发生吸附。

4. 分子筛结构与性能的影响因素为了实现高效的二氧化碳吸附，在设计和制备分子筛材料时需要考虑以下几个关键因素。

4.1 孔径和孔隙结构孔径和孔隙结构是影响分子筛吸附性能的重要因素。

较小的孔径可以限制大分子的进入，从而选择性地吸附二氧化碳。

此外，合适的孔隙结构可以增加分子筛的表面积，提高吸附容量。

4.2 表面化学性质分子筛表面的化学性质对其与CO2分子之间的相互作用起着重要作用。

一些具有酸性或碱性基团的分子筛可以通过酸碱中和反应与CO2发生化学反应，从而增强吸附效果。

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》范文

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》篇一SBA-16及沸石改性HKUST-1在CO2吸附性能研究中的综合分析摘要本研究深入探索了SBA-16以及通过沸石改性的HKUST-1两种材料在CO2吸附性能上的应用。

这两种材料均以其高比表面积和优良的吸附特性，在环境治理和能源转换领域表现出极大的潜力。

本篇论文首先简要介绍两种材料的基本特性和合成方法，接着分析其在CO2吸附中的实验数据，并通过改性策略进一步提升了吸附效果。

一、引言随着全球气候变化问题日益严重，减少大气中CO2的浓度已成为一项紧迫的任务。

多孔材料因其高比表面积和优良的吸附性能，在CO2的捕获和存储中发挥着重要作用。

SBA-16和HKUST-1作为两种典型的代表性多孔材料，其性能和应用研究备受关注。

二、SBA-16与HKUST-1基本特性及合成方法1. SBA-16特性及合成SBA-16是一种有序介孔氧化硅材料，其三维结构的孔道具有较高的比表面积和良好的热稳定性。

SBA-16的合成通常采用软模板法，通过调节合成条件可以控制其孔径大小和结构。

2. HKUST-1特性及合成HKUST-1是一种铜基的多孔金属有机骨架（MOF）材料，具有较高的化学稳定性和良好的CO2吸附性能。

其合成通常采用溶剂热法，通过调整金属源和有机配体的比例可以控制其结构和性能。

三、SBA-16及HKUST-1在CO2吸附中的应用1. SBA-16的CO2吸附性能SBA-16因其高比表面积和良好的孔道结构，表现出良好的CO2吸附性能。

在一定的温度和压力条件下，SBA-16能够有效地吸附CO2，且具有较好的可逆性。

2. HKUST-1的CO2吸附性能HKUST-1因其丰富的活性位点和优良的化学稳定性，在CO2吸附中表现出优异的性能。

在一定的温度和压力下，HKUST-1能够快速地吸附CO2，且具有较高的吸附容量。

四、沸石改性HKUST-1及其CO2吸附性能的提升为了进一步提高HKUST-1的CO2吸附性能，我们采用了沸石改性的策略。

分子筛吸附二氧化碳

分子筛吸附二氧化碳
分子筛是一种多孔材料，具有特定的孔径大小和形状，可以用于吸附分离气体分子。

二氧化碳（CO2）是一种常见的温室气体，引起了全球变暖和气候变化的关注。

分子筛材料通常含有吸附剂，例如活性炭或金属有机框架（（MOF），这些材料具有高度选择性，能够吸附特定分子而不吸附其他分子。

对于二氧化碳的吸附，通常使用具有亲疏水性质的分子筛材料。

在二氧化碳吸附过程中，气体流经分子筛床，二氧化碳分子被吸附在分子筛表面的孔道中。

其他气体分子则通过分子筛床，并收集在另一侧。

一旦分子筛饱和，需要进行再生以释放吸附的二氧化碳并恢复其吸附能力。

分子筛吸附二氧化碳在许多应用中都很重要。

例如，它可以用于工业废气处理、二氧化碳捕获和储存技术、天然气净化以及空气处理中的二氧化碳去除等。

吸附二氧化碳是一种有效的方法，用于减少温室气体的排放并控制气候变化。

需要注意的是，分子筛吸附二氧化碳是一种物理吸附过程，而不是化学反应。

因此，在实际应用中，需要考虑吸附容量、选择性、再生成本等因素，并结合其他技术（（如压缩、膜分离等）进行整体处理。

毕业设计论文-CH4和CO2在煤层中吸附的分子模拟

本科毕业设计（论文）题目：CH4和CO2在煤层中吸附的分子模拟学生姓名：学号：专业班级：指导教师：摘要本文利用用Wiser煤分子模型，采用分子动力学（MD）模拟和巨正则蒙特卡洛（GCMC）模拟相结合的方法，构建了合理的无定形煤分子模型，模拟研究了CH4和CO2在煤层中的单组分吸附以及二元混合组分CH4/CO2吸附。

通过对吸附量、选择性系数、吸附热等参数的对比评定，分析了CH4和CO2在煤中的单组分吸附特性及其影响因素以及二元混合吸附时CH4与CO2的竞争吸附情况。

研究结果表明：CH4和CO2单组分吸附的吸附量均随温度的升高而减少，随压强的增大而增加；混合吸附过程中，CH4与CO2在煤层中存在竞争吸附，CO2的吸附量和吸附热均大于CH4，选择性系数S CH4/CO2＜1,因此，CO2在煤层中的竞争吸附性强于CH4，为注入CO2提高煤层气采收率提供了理论支撑。

关键词：煤；甲烷；二氧化碳；吸附量；竞争吸附；提高煤层气采收率ABSTRACTThis thesis employed the Wiser coal mode, using molecular dynamic simulation method to construct a reasonable amorphous cell model of coal. We simulated and studied the adsorption behavior of pure CH4 and CO2 and the adsorption behavior of binary CH4/CO2 on coal by the Grand Canonical Ensemble Monte Carlo (GCMC) simulation method. Through the analysis of adsorption capacity, selectivity and isosteric heat, we can obtain the single- component adsorption character, influencing factor and the competitive adsorption behavior of binary CH4/CO2on coal. The result of GCMC simulations indicated that the single-component adsorption amount of CH4 and of CO2 increases with pressure increases and decreases with temperature increases. In the binary CH4/CO2 adsorption, there is competitive adsorption between CH4 and CO2. And the adsorption capacity, selectivity and isosteric heat of CO2 are greater than that of CH4, demonstrating that CO2 has stronger adsorption ability than CH4. This can be an important theoretical foundation of enhanced coal bed methane (ECBM).Keywords: Coal；Methane；Carbon dioxide；Adsorption amount；Competitive adsorption；Enhanced coal bed methane (ECBM)目录第一章前言 (1)1.1煤层气概述 (1)1.1.1 煤层气概念及其在煤层中的存储 (1)1.1.2 煤层气吸附的研究现状 (2)1.2注入CO2增加CH4的产出率 (4)1.3分子模拟技术在煤层气研究中的应用 (5)第二章计算方法与软件介绍 (7)2.1巨正则蒙特卡洛方法简介 (7)2.1.1 系综类型 (7)2.1.2 蒙特卡洛方法简介 (7)2.2分子动力学方法简介 (9)2.3M ATERIALS S TUDIO软件介绍 (9)第三章煤结构模型的构建 (10)3.1煤分子结构的理论模型 (11)3.2煤结构模型的构建 (12)3.2.1 煤分子模型的选择 (12)3.2.2 平面煤分子模型的构建 (13)3.2.3无定形煤结构模型的构建 (14)3.3结果分析 (15)3.4本章小结 (16)第四章CH4和CO2在煤层中吸附的蒙特卡洛模拟 (17)4.1引言 (17)4.2吸附质分子的构建与优化 (17)4.3模拟方法及参数设置 (18)4.4计算结果与分析 (19)4.4.1 单组分等温吸附模拟 (19)4.4.2 二元混合组分的等温吸附模拟 (22)4.5本章小结 (27)第五章结论 (28)致谢 (30)参考文献 (31)第一章前言煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化，逐渐形成的固体可燃性矿产[1]。

CO_2在H_STI分子筛中吸附的分子模拟研究

第39卷第4期东北师大学报(自然科学版)Vol.39N o.4 2007年12月Journal of N ortheast N ormal U niversity(N atural Science Edition)December2007[文章编号]1000-1832(2007)04-0102-04CO2在H-ST I分子筛中吸附的分子模拟研究刘艳杰1,王建萍2,孙秀云1,苏忠民2(1.吉林化工学院,吉林吉林132073;2.东北师范大学化学学院,吉林长春130024)[摘要]采用巨正则蒙特卡罗方法(GCM C)研究了CO2分子在H-ST I分子筛中的吸附.计算得到的吸附热和实验温度下吸附等温曲线与实验结果吻合较好.在此基础上,进一步预测了CO2分子在H-STI分子筛中的吸附性质.[关键词]分子筛;H-STI;CO2;吸附;分子模拟[中图分类号]O641[学科代码]150#40[文献标识码]A0引言CO2广泛存在于大气中,它可作为化工原料、致冷剂、油田增产剂、惰性介质、溶剂和压力源等,在国民经济各部门有着广泛的用途.一些大型企业,如石油化工、水泥、发酵、钢铁和电力等企业[1]的生产中也都产生大量CO2副产物,例如在乙烯氧化制乙醛装置的反应尾气中含15%~20%(体积分数) CO2[2].这些富含CO2的气体因有杂质而不能很好利用,既浪费了资源,又严重污染了环境,给企业造成了巨大的经济损失.沸石分子筛是天然或人工合成的含碱金属和碱土金属氧化物的结晶硅铝酸盐.它有严格的结构和孔隙,孔隙大小因结构差异而略有变化,从而可达到对不同分子大小体积的物质的分离.文献[3]还针对固体孔径分布的计算进行了程序化研究.吸附法作为一种分离技术,已广泛地应用于工业生产领域的各个方面,特别是以分子筛作为吸附剂有着更广泛的应用和研究[4-8].但大量的实验研究只能在有限的条件下进行有限性质的研究和分析.近年来,计算机分子模拟技术作为一种有效方法已广泛应用于微孔材料分子筛的吸附性质研究中[9-11],已有研究表明通过计算机模拟可以从分子水平分析实验现象、预测实验难以得到的结果[12].本文在实验研究基础上,采用GCMC计算机模拟方法,在分子水平上进一步研究CO2分子在分子筛H-STI上的吸附性质,为含CO2气体的尾气净化处理的实验设计和工程设计提供了理论依据.1计算方法1.1模型的构建在ST I分子筛模型基础上,根据文献[13-14]报道的方法构建了STI分子筛.其中STI分子筛结构[收稿日期]2007-06-12[基金项目]国家自然科学基金资助项目(20373009).[作者简介]刘艳杰(1969)),女,副教授;苏忠民(1960)),男,博士,教授,博士研究生导师,主要从事量子化学和功能材料化学研究.参数:空间群为O 2/M ;晶胞参数a =13.64nm,b =18.24nm,c =11.27nm,A =C =90b ,B =128b .分子筛骨架结构中有两种孔道:一种是十员氧环孔道平行于[100]方向,孔径为0.47nm @0.50nm 的直孔道;另一种是八员氧环孔道平行于[101]方向,孔径为0.27nm @0.56nm 曲折型孔道.为使所构建分子筛构型及H +位置合理,采用NVT -M D 方法,即等粒子数、等体积、等温度下的动力学模拟方法,进行了结构能量优化.与后边的吸附性质计算一样均采用周期性边界条件和COM PASS 力场.模拟温度由Nose -H oover thermostat [15]控制.为使整个分子筛体系能量守恒共进行了1500ps 的NVT -M D 模拟.1.2 GCMC 方法GCM C 已广泛应用于研究分子筛内吸附质的吸附相平衡研究中[16-18].通过模拟,可以获得吸附平衡常数、吸附热、吸附等温曲线和吸附位等有关吸附性质.在GCM C 模拟过程中,分子筛、吸附质及吸附质之间的相互作用时,范德华相互作用截断距离为0.85nm,静电相互作用则采用Ew ald 加和法处理,相互作用参数来自于COMPASS 力场.模拟单元为2@2@2个晶胞,初始构型是不含吸附质分子的分子筛骨架.在每次GCM C 模拟过程中,分子筛的每一个构型根据能量变化运用M etropolis 运算规则接受或拒绝,其中分子交换被接受概率为40%、分子构象异构化被接受概率为20%、分子转动被接受概率为20%、分子平动被接受概率为20%.为使体系达到真正平衡,计算进行了4@106个M onte Carlo 步,其中前2@106个M onte Carlo 步用来达到平衡,后2@106个Monte Carlo 步用来统计平均.模拟计算采用美国Accelrys Inc.的M aterial Studio 软件完成.2 结果与讨论2.1 吸附热与HENRY 常数为验正本文所构建分子筛模拟模型和采用计算方法的正确性,首先进行了吸附热的计算,计算得到CO 2在分子筛H -ST I 上的吸附热值为28.76kJ/mol,实验值为26.5kJ/mol [19].两者具有很好的一致性.然后计算253K,273K,293K 和313K 下吸附等温曲线见图1.此吸附曲线趋势与文献[19]实验测得曲线是一致的,这进一步验证所构建分子筛模拟模型和采用的计算方法是正确可靠的.在此基础上可以预测CO 2分子在分子筛H -ST I 上吸附的其他性质.图2为计算得到的不同温度下CO 2在H -ST I 分子筛中的吸附HENRY 常数,即压力趋于零时的吸附量与吸附质分压之比.图1 不同温度下吸附等温曲线图2 不同温度下吸附HENRY 常数2.2 吸附等温线为进一步讨论CO 2分子在H -ST I 分子筛上的吸附特性,计算了233K 和333K 下吸附等温曲线.从图1可以看出,在不同温度下,CO 2在H -STI 分子筛中的吸附等温线均属于Ñ型等温线.在低压区域,可以观察到,压力的微小变化吸附量是急剧上升的,这属于典型的Langmuir 微孔吸附现象,且CO 2吸附量随温度的升高呈减小趋势.103第4期刘艳杰,等:CO 2在H -ST I 分子筛中吸附的分子模拟研究2.2.1 温度参数在模拟压力0~60kPa 范围内,在233K 和253K 下吸附量非常接近,无论从实验、生产温度条件的获取,还是经济合理的角度来看,233K 的温度都是不可取的.在253K~293K 范围内,吸附量差别不大.在313K~333K 范围内吸附量有所下降.从实际生产的操作弹性和能量合理性来考虑,CO 2在H -ST I 分子筛上的吸附操作最佳预测温度在253K~293K 之间.2.2.2压力参数图3 CO 2分子在不同温度下吸附能量分布在温度233K~293K 范围内,在0~15kPa 压力下,吸附量上升幅度极大;在15~30kPa 压力下,吸附量有略有波动,吸附过程不够稳定;在30~60kPa 压力下,吸附几乎达到平稳饱和状态;在60~80kPa 压力下,吸附过程又处于不稳定状态.据此可以得到CO 2在H -STI 分子筛上的吸附操作的最佳预测压力范围在30~60kPa 之间.2.3 吸附能量分布和吸附位在233K~313K 温度范围内,经过模拟后,计算CO 2的吸附能量分布状态见图3,从图3和图1可以看出吸附已达到平衡.由图3可见,CO 2在H -STI 分子筛上的吸附位只有一个,这主要由于CO 2分子尺寸(0.302nm)小于H -STI 分子筛,十员氧环孔道尺寸大于八员氧环孔道尺寸.由图4吸附密度分布也进一步证实CO 2分子在H -STI 分子筛中的吸附位置在由十员氧环组成的直孔道中.图4 CO 2分子在H -STI 分子筛中吸附密度分布3 结论通过采用GCMC 计算机分子模拟方法对CO 2分子在H -STI 分子筛中的吸附特性的研究,得出如下结论:(1)计算得到的吸附热和吸附等温曲线趋势与实验结果吻合较好,说明所建分子筛模型和采用的计算方法是正确可靠的.(2)得到了不同温度下吸附HENRY 常数、吸附等温曲线,预测了CO 2在H -ST I 分子筛上的吸附操作的最佳温度和压力条件,为实验设计和工程设计提供可靠的理论依据.(3)从吸附能量分布曲线和吸附密度分布曲线发现,CO 2分子在H -ST I 分子筛中吸附只有一个吸附位,即位于分子筛的十员氧环组成的直孔道中.104东北师大学报(自然科学版)第39卷[参考文献][1] 李莉,袁文辉,韦朝海.二氧化碳的高温吸附剂及其吸附过程[J].化工进展,2006,25(8):918-922.[2] 李德伏,王金渠,鲍钟英.变压吸附脱除乙烯中的CO 2和O 2[J].石油化工,2000,29(8):574-577.[3] 周子彦,朱玉兰,韩洪宪.DH 法计算孔径分布程序的编制和应用[J].东北师大学报:自然科学版,1997(2):49-51.[4] PET ER J E,HARLICK F,HAN DAN T EZEL.An experimental adsorbent screening study for CO 2removal from N 2[J].M icroporousand M esoporous M ateri als,2004,76:71-79.[5] SAEED PAKSERESHT ,M OHAM M AD KAZEM EINI,M OHAM M AD M ,et al.Equilibrium isotherms for CO,CO 2,CH 4and C 2H 4on the 5A molecular sieve by a simple volum 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reported in literatures.Based on these facts,other properties of adsorption of CO 2in H -ST I molecular sieves w ere predicted.The results may g ive a direction for the design in experiment and engineering of the purification of the exhaust g as containing CO 2.Keywords:molecular sieves;H -ST I;CO 2;sorption;molecular simulation (责任编辑:石绍庆)105第4期刘艳杰,等:CO 2在H -ST I 分子筛中吸附的分子模拟研究。

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》范文

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》篇一SBA-16及沸石改性HKUST-1在CO2吸附性能研究中的探讨一、引言随着全球气候变化问题日益严重，减少温室气体排放，尤其是二氧化碳（CO2）的排放，已成为全球共同面临的挑战。

因此，开发高效、可靠的CO2吸附材料显得尤为重要。

近年来，SBA-16及沸石改性的HKUST-1等材料因其独特的结构和优异的吸附性能，在CO2吸附领域受到广泛关注。

本文将就这两种材料在CO2吸附性能方面的研究进行探讨。

二、SBA-16材料及其在CO2吸附中的应用SBA-16是一种具有高比表面积和有序介孔结构的材料，其独特的结构特性使其在CO2吸附领域具有潜在的应用价值。

研究表明，SBA-16的介孔结构可以提供大量的吸附位点，同时其高比表面积可以增强吸附过程中的传质效率。

此外，SBA-16的化学稳定性使其能够在高湿度、高温等恶劣条件下保持较好的吸附性能。

在CO2吸附方面，SBA-16表现出较高的吸附容量和较快的吸附速率。

通过改变SBA-16的合成条件，如调整硅源、催化剂种类和浓度等，可以进一步优化其孔结构和表面性质，从而提高其CO2吸附性能。

此外，SBA-16还可以与其他材料复合，形成复合材料，以提高其综合性能。

三、沸石改性的HKUST-1材料及其在CO2吸附中的应用HKUST-1是一种具有优异吸附性能的金属有机骨架（MOF）材料。

通过沸石改性，可以进一步提高HKUST-1的CO2吸附性能。

沸石改性主要通过引入具有高比表面积和丰富极性基团的沸石材料，改善HKUST-1的孔结构和表面性质。

改性后的HKUST-1材料在CO2吸附方面表现出更高的吸附容量和更快的吸附速率。

这是因为沸石材料的高比表面积和极性基团能够提供更多的吸附位点，同时改善了材料的传质性能。

此外，沸石改性还可以增强HKUST-1的化学稳定性和热稳定性，使其能够在更恶劣的条件下保持较高的吸附性能。

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》范文

《SBA-16及沸石改性的HKUST-1用于CO2吸附性能研究》篇一SBA-16及沸石改性HKUST-1在CO2吸附性能研究中的运用一、引言随着工业化的快速发展和全球气候变化的问题日益严峻，CO2的捕获和存储技术成为了科学研究的热点。

多孔材料因其高比表面积和优异的吸附性能在CO2吸附领域展现出巨大的应用潜力。

其中，SBA-16及沸石改性的HKUST-1两种材料因其独特的结构和优异的性能，在CO2吸附领域备受关注。

本文将详细探讨这两种材料在CO2吸附性能方面的研究。

二、SBA-16材料及其在CO2吸附中的应用SBA-16是一种具有高比表面积和有序介孔结构的硅基材料，其独特的结构使其在CO2吸附领域具有很大的应用潜力。

首先，SBA-16的介孔结构提供了大量的活性位点，有利于CO2分子的吸附。

其次，其高比表面积使得SBA-16具有较高的吸附容量。

此外，SBA-16的化学稳定性使其能够在多次吸附/解吸过程中保持其结构完整性。

三、沸石改性的HKUST-1材料及其在CO2吸附中的应用HKUST-1是一种铜基的多孔材料，其优异的结构使其在气体吸附领域具有广泛的应用。

通过沸石改性，可以进一步提高HKUST-1的CO2吸附性能。

沸石改性可以通过引入新的活性位点、调整材料的孔径和表面性质等方式，增强材料对CO2的吸附能力。

改性后的HKUST-1具有更高的CO2吸附容量和更快的吸附速率。

四、SBA-16及沸石改性的HKUST-1的CO2吸附性能研究本部分将详细介绍SBA-16及沸石改性的HKUST-1在CO2吸附性能方面的研究。

首先，通过对比实验，分析SBA-16和改性HKUST-1在CO2吸附容量、吸附速率和循环稳定性等方面的性能。

其次，通过X射线衍射、扫描电镜等手段，分析材料的结构和形貌对CO2吸附性能的影响。

最后，探讨材料的合成方法和条件对CO2吸附性能的影响，为优化材料的制备工艺提供依据。

五、结论通过上述研究，我们可以得出以下结论：SBA-16及沸石改性的HKUST-1在CO2吸附领域具有优异的性能。