2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、本文針對(duì)目前阻礙炭膜氣體分離工業(yè)應(yīng)用的主要原因之一-炭膜氣體分離機(jī)理理論研究不完善問(wèn)題,采用兩種不同膜孔模型一單孔狹縫模型與孔網(wǎng)絡(luò)模型,展開(kāi)了炭膜氣體分離機(jī)理方面的研究工作。 首先,本文利用μVT-非平衡分子動(dòng)力學(xué)(μ VT-NEMD)分子模擬方法,采用單孔狹縫模型,考察了CH<,4>和CO<,2>的純組分氣體通過(guò)炭膜時(shí)滲透系數(shù)隨系統(tǒng)溫度、壓力的變化,通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,確定了最佳的L-J參數(shù)。然后,在一定溫度和壓力下對(duì)CH<

2、,4>和CO<,2>混合氣體通過(guò)炭膜時(shí)通量和氣體與膜孔壁間相互作用勢(shì)能隨孔徑的變化進(jìn)行了研究,結(jié)果表明炭膜氣體分離為多種因素共同作用的過(guò)程,而氣體分離機(jī)理主要以選擇吸附和分子篩分為主。 其次,本文通過(guò)建立孔網(wǎng)絡(luò)模型,采用臨界路徑分析方法(CPA)對(duì)膜孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,并以采用單孔狹縫模型模擬得到的CH<,4>和CO<,2>的二元混合組分通量隨孔徑的變化趨勢(shì)為基礎(chǔ),充分考慮了膜孔的相互連接性對(duì)氣體分離過(guò)程所產(chǎn)生的影響,確定了

3、適于CH<,4>和CO<,2>通過(guò)的不同膜孔徑范圍,解決了炭膜氣體通量和分離選擇性之間存在的矛盾。由此確定的炭膜孔徑分布曲線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻和良好,說(shuō)明了本文所提出的孔徑分布函數(shù)能較好的反映實(shí)際膜孔分布,同時(shí)可證明本文建立的孔網(wǎng)絡(luò)模型能夠較正確地反映炭膜對(duì)CH<,4>和CO<,2>混合氣體的分離過(guò)程。 最后,將孔網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用于炭膜分離煤層氣過(guò)程,確定了適于煤層氣的三種主要成分(CH<,4>、CO<,2>和N<,2>)通過(guò)的不同膜孔徑

4、范圍,由此設(shè)計(jì)了兩級(jí)膜分離方案,在每一級(jí)中選用不同孔徑范圍的炭膜,最終將煤層氣的三種主要成分進(jìn)行了分離。 本文在前人工作的基礎(chǔ)上,針對(duì)在采用單孔狹縫模型模擬過(guò)程中計(jì)算化學(xué)勢(shì)和壓力時(shí)由于分子間相互作用的截?cái)喽a(chǎn)生的系統(tǒng)誤差增加了尾部貢獻(xiàn)來(lái)進(jìn)行校正。在采用孔網(wǎng)絡(luò)模型求解過(guò)程中,首次提出了以分段函數(shù)形式表示的能反映實(shí)際膜孔分布的孔徑分布函數(shù);在煤層氣分離中的成功應(yīng)用證明了此孔網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)炭膜的制備和實(shí)際氣體分離應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

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