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题名基于碳微晶结构的炭膜模型及其气体分离模拟
被引量：3
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作者
李辰鑫
潘艳秋
何流
牛亚宾
俞路
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机构
大连理工大学化工学院
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出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第5期2057-2066,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(21436009)。
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文摘
在混合气体的膜分离过程中,组分与膜结构的相互作用直接影响分离效果。采用分子模拟方法,建立基于PEK-C基炭膜结构表征的碳微晶基炭膜模型,探究膜的碳微晶孔径和比表面积对CO_(2)/CH_(4)吸附和扩散的影响。结果表明,气体在炭膜内的吸附位点与其微结构有关,碳微晶孔径与比表面积增加时,吸附位点由碳微晶外部孔隙向碳微晶内部转移;炭膜孔隙体积较小时,分子形状为影响扩散的主要因素,其中直线型的CO_(2)比正四面体型的CH_(4)更易于扩散;30℃、100 kPa下,碳微晶孔径为0.493 nm时炭膜具有最优的气体分离性能,其吸附分离系数为10.49;炭化温度升高,炭膜比表面积增大,不利于气体分离,表明炭化温度不宜过高。研究结果拓展了炭膜气体分离机理,可为高性能炭膜的制备提供依据。
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关键词
分子模拟
炭膜
吸附
扩散
微结构
碳微晶
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Keywords
molecular simulation
carbon membrane
adsorption
diffusion
microstructure
carbon microcrystal
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分类号
TQ423.1
[化学工程]
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