飛灰殘?zhí)繜o定形結(jié)構(gòu)建模及吸附機(jī)理研究.pdf

1、殘?zhí)际秋w灰中因煤炭未充分燃燒而殘留的微小碳粒,因?yàn)榻?jīng)歷了高溫的燃燒過程,其內(nèi)部呈現(xiàn)出無定形和多孔的結(jié)構(gòu)。它可代替活性碳用作為廉價(jià)催化劑載體和氣相吸附劑,其在生產(chǎn)和生活中的許多方面得到重要的應(yīng)用。而目前的研究中對(duì)殘?zhí)嫉奈锢砘瘜W(xué)結(jié)構(gòu)及其吸附機(jī)理仍沒有清楚的認(rèn)識(shí),從而限制了對(duì)其最大化的資源再利用。想要了解清楚微孔碳的吸附機(jī)理,研究不同孔徑分布和表面特性對(duì)吸附的影響,就須對(duì)其整個(gè)吸附過程有一個(gè)動(dòng)態(tài)、全面的了解,因此必須引入計(jì)算機(jī)模擬方法。

2、>　　本文使用分子動(dòng)力學(xué)熔融-淬火法構(gòu)建殘?zhí)康臒o定形結(jié)構(gòu)模型,通過控制不同的反應(yīng)條件來獲得具有不同結(jié)構(gòu)的無定形碳模型。研究了不同初始密度和不同淬火速率對(duì)無定形結(jié)構(gòu)的影響,分析了所得不同結(jié)構(gòu)的徑向分布函數(shù)和孔徑分布函數(shù)。得到了初始條件最終生成結(jié)構(gòu)的影響。
　　通過熱解聚糠醇制備了無定形碳樣品,并且對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和吸附性能的表征,從而對(duì)所建立的模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過徑向分布函數(shù)、真密度和孔徑分布比對(duì)驗(yàn)證了所建立模型和所使用力場(chǎng)的準(zhǔn)確性

3、。
　　使用巨正則蒙特卡洛法對(duì)所建立模型的N2和CO2吸附性能進(jìn)行了模擬,并且將所得結(jié)果與相同條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)照。使用驗(yàn)證的力場(chǎng)模擬了等摩爾比CO2/N2混合組分在微孔無定形碳中的吸附行為。研究了不同孔徑分布對(duì)N2和CO2吸附性能的影響。結(jié)果表明:微孔無定形碳對(duì)等摩爾比CO2/N2混合組分有較高的選擇性,并且選擇性隨著溫度的升高、壓力的增加和平均孔徑的增大而降低。
　　最后,采用分子動(dòng)力學(xué)反應(yīng)力場(chǎng)模擬了無定形碳在CO2氣體的