分子模擬研究醇-水在沸石分子篩膜中的吸附與擴(kuò)散.pdf

1、沸石分子篩膜因其具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)以及與溶劑分子尺寸相近的孔道體系，在滲透汽化、氣體分離和膜反應(yīng)器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。4A和全硅MFI型分子篩膜具有優(yōu)異的醇/水的分離性能，有必要研究該體系的微觀結(jié)構(gòu)、宏觀熱力學(xué)性質(zhì)及傳遞性質(zhì)，為溶劑組分在沸石分子篩膜中的吸附和擴(kuò)散提供理論依據(jù)。本文的目的主要是采用巨正則蒙特卡洛（GCMC）法、分子動(dòng)力學(xué)（MD）方法研究甲醇/水和乙醇/水溶液分別在4A和MFI沸石分子篩膜中的吸附與擴(kuò)散行為。

2、 通過(guò)調(diào)節(jié)甲醇、乙醇和水的原子電荷，結(jié)合COMPASS力場(chǎng)模擬得到不同單組分的吸附等溫線(xiàn)、吸附熱及不同吸附量的自擴(kuò)散系數(shù)，并與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，同時(shí)考察了時(shí)間步長(zhǎng)和沸石模型的剛?cè)嵝詫?duì)模擬結(jié)果的影響，確定了模擬參數(shù)和模擬方法。再以甲醇/水和乙醇/水在4A沸石分子篩中的吸附與擴(kuò)散行為研究對(duì)象，分析了不同醇濃度下的組分吸附等溫線(xiàn)和水的擴(kuò)散系數(shù)變化，各組分?jǐn)U散軌跡、濃度分布以及氫鍵生成情況等，從分子水平解釋了4A沸石分子篩對(duì)甲醇/和乙醇/水