分子篩晶內(nèi)吸附和擴(kuò)散的模型化研究.pdf

1、該文主要以擇型催化為應(yīng)用背景,開(kāi)展了兩方面工作:一部分工作是分子篩晶內(nèi)擴(kuò)散的宏觀(guān)熱力學(xué)模型研究,并提出預(yù)測(cè)晶內(nèi)擴(kuò)散的活化能、預(yù)報(bào)擴(kuò)散系數(shù)的新方法;另一部分工作是采用分子模擬方法,開(kāi)展分子篩晶內(nèi)吸附的Monte Carlo模擬研究工作.首先針對(duì)烴類(lèi)在分子篩催化劑內(nèi)的擴(kuò)散進(jìn)行研究.收集了近年來(lái)發(fā)表的烴類(lèi)擴(kuò)散質(zhì)在ZSM-5分子篩中的大量擴(kuò)散活化能和擴(kuò)散系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),基于此對(duì)廣為引用的Xiao和Wei的GT擴(kuò)散系數(shù)模型進(jìn)行了評(píng)估和分析.接下來(lái)是

2、從目前常用的分子模擬方法去模擬分子在分子篩里面的吸附行為,在文章的第三章主要介紹分子模擬原理和方法,同時(shí)用簡(jiǎn)單分子的相平衡對(duì)分子模擬的可靠性進(jìn)行了檢驗(yàn).由于在分子模擬中要涉及到隨機(jī)抽樣,其隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的優(yōu)劣直接會(huì)影響到模擬效果.在第四章中針對(duì)目前隨機(jī)數(shù)發(fā)生器存在的缺陷,開(kāi)發(fā)了一套新的隨機(jī)數(shù)生成的新方法——超素?cái)?shù)法,同時(shí)給出了相關(guān)證明和推導(dǎo).在此基礎(chǔ)上,又開(kāi)發(fā)了兩種更為優(yōu)良的方法:優(yōu)選乘子算法和超素?cái)?shù)長(zhǎng)周期算法,并且從統(tǒng)計(jì)性能方面進(jìn)行了比

3、較,其效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)算法.在文章的最后,用GCMC方法模擬了N<,2>在5A分子篩中的吸附情況,并且和文獻(xiàn)報(bào)道的試驗(yàn)值進(jìn)行了比較,得到了較為理想的結(jié)果,另外還通過(guò)截面的吸附情況分析了在5A分子篩里面的吸附能力分布.然而在石油化工中關(guān)心的基本上是長(zhǎng)鏈烷烴以及芳香烴的反應(yīng),同時(shí)ZSM-5具有優(yōu)良的分子選擇特性,因此成為眾多石油化工廠(chǎng)反應(yīng)的催化劑.然而對(duì)于有強(qiáng)烈內(nèi)部作用的長(zhǎng)鏈分子,常用的GCMC方法模擬可能效率不是很好,因?yàn)殒湢罘肿拥钠渲幸?/p>