芳香类化合物在ITQ-1分子筛中吸附特性的蒙特卡罗模拟 被引量：2

1

作者 侯廷军 朱丽荔 +2 位作者 徐筱杰 计明娟 叶学其 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期230-233,共4页

用巨正则统计系综蒙特卡罗模拟研究了苯、甲苯以及间二甲苯分子在ITQ 1分子筛中的吸附特性 .从这 3种分子的粒子分布云图上 ,可发现分子的扩散和吸附主要在十二元环超笼内发生 ,在十元环通道内的吸附和扩散则相对较难 .从一系列不同压... 用巨正则统计系综蒙特卡罗模拟研究了苯、甲苯以及间二甲苯分子在ITQ 1分子筛中的吸附特性 .从这 3种分子的粒子分布云图上 ,可发现分子的扩散和吸附主要在十二元环超笼内发生 ,在十元环通道内的吸附和扩散则相对较难 .从一系列不同压力下的蒙特卡罗模拟还预测了 3种分子的吸附等温线 ,预测结果与实验结果相符 .这 3种分子在一定压力下 ,都可通过十元环通道或连接十二元环超笼的十元环窗口到达分子筛孔道内部 ,达到较好的吸附平衡状态 . 展开更多

关键词 巨正则统计系综蒙特卡罗模拟 ITQ-1分子筛 吸附 芳香类化合物

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基于蒙特卡罗的硫化氢吸附-扩散机理 被引量：3

2

作者 贾进章 邢迎欢 +4 位作者 李斌 贾鹏 吴禹默 杨强 王东明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期845-864,共20页

为了明确硫化氢(H_(2)S)在煤中吸附扩散的微观动力学机理,揭示不同温度、压力对煤吸附H_(2)S分子吸附扩散特性的影响机制,基于巨正则蒙特卡罗(GCMC)、分子动力学(MD)和密度泛函理论(DFT)方法,利用Material Studio软件研究了温度在273.15... 为了明确硫化氢(H_(2)S)在煤中吸附扩散的微观动力学机理,揭示不同温度、压力对煤吸附H_(2)S分子吸附扩散特性的影响机制,基于巨正则蒙特卡罗(GCMC)、分子动力学(MD)和密度泛函理论(DFT)方法,利用Material Studio软件研究了温度在273.15~313.15 K、压力1~1 000 kPa时H_(2)S在气肥煤大分子模型中的吸附扩散特征。结果表明:温度由273.15 K升至313.15 K时,H_(2)S的饱和吸附量由38.34 mL/g降至31.85 mL/g,降低了16.93%,当压力为1 kPa时,温度对吸附量的影响最为敏感。温度为293.15 K时,压力由1 kPa升至1 000 kPa时,最可几相互作用能由-39.391 kJ/mol升至-34.301 kJ/mol,随着压力的增加,最可几相互作用能先快速增加,后缓慢增加。在吸附H_(2)S过程中,H_(2)S的等量吸附热在36.63~41.43 kJ/mol内,为物理吸附,等量吸附热随着吸附量的增加呈现出负指数变化;H_(2)S的吉布斯自由能ΔG为-3.57~-24.57 kJ/mol,吸附熵ΔS为-0.126~-0.194 8 kJ/(mol·K),随吸附量升高ΔG和ΔS的绝对值线性降低,H_(2)S的吸附自发性和系统的混沌程度均降低。H_(2)S与气肥煤的相互作用能为-492.47~-3 390.95 kJ/mol,以范德华能为主,占总能量的58.67%,以静电能为辅,占41.33%,随着吸附量的增加,相互作用能绝对值增加,吸附量与相互作用能的变化具有一致性。H_(2)S与羧基的相互作用最强,羟基次之,H_(2)S在—OH、—COOH、—C=O周围存在双层吸附。温度由273.15 K升至313.15 K,H_(2)S分子的扩散系数由1.066×10^(-10)m^(2)/s升至2.025×10^(-10)m^(2)/s,温度升高会导致原本闭合的孔吼孔道打开,增加裂隙的连通性,温度升高,增加H_(2)S分子平均自由程,使得H_(2)S扩散能力增强,H_(2)S扩散活化能为11.206 kJ/mol。H_(2)S相对体积分数分布呈现多峰结构,H_(2)S在气肥煤大分子模型中呈层状结构分布。H_(2)S的极限吸附热为42.898 kJ/mol,H_(2)S与煤体上—OH、—COOH、—C=O活性基团产生氢键作用,H_(2)S在吸附初期存在微弱的化学吸附。 展开更多

关键词 硫化氢 吸附-扩散 巨正则蒙特卡罗 分子模拟 吸附机理

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噻吩分子及其与异辛烷二元混合物在MCM-22分子筛中吸附的蒙特卡罗模拟 被引量：3

3

作者 张国 白福全 +4 位作者 周欣 刘涛 潘清江 付宏刚 张红星 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第2期218-222,共5页

应用巨正则蒙特卡罗模拟方法研究了噻吩分子以及噻吩与异辛烷混合物在MCM-22分子筛中的吸附和分布.通过模拟获得了噻吩分子在MCM-22分子筛中不同温度(298、363和393K)下的吸附等温线和等量吸附热,以及298K时噻吩和异辛烷分子二元混合物... 应用巨正则蒙特卡罗模拟方法研究了噻吩分子以及噻吩与异辛烷混合物在MCM-22分子筛中的吸附和分布.通过模拟获得了噻吩分子在MCM-22分子筛中不同温度(298、363和393K)下的吸附等温线和等量吸附热,以及298K时噻吩和异辛烷分子二元混合物在MCM-22分子筛中的吸附及分布情况.结果表明,吸附温度和吸附压力对噻吩分子在MCM-22分子筛吸附都有影响,但等量吸附热受温度和吸附量影响较小.对于二元混合物的吸附,噻吩和异辛烷在分子筛中存在竞争吸附过程,噻吩能够大量吸附在MCM-22分子的十元环和超笼中,而异辛烷主要吸附在MCM-22分子筛的超笼系统,从而可以将噻吩分子与异辛烷分子分离开来. 展开更多

关键词 巨正则蒙特卡罗模拟 MCM-22分子筛 噻吩 异辛烷

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巨正则法对硅半导体中载流子数的计算机模拟

4

作者 温月丽 梁镇海 孙彦平 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2006年第5期547-549,共3页

将巨正则系综的Fermi-Dirac(F-D)统计法与计算机模拟相结合,从本征半导体硅出发,探讨温度和光照能量对载流子数的影响,试图从理论上定量分析太阳能电池工作状况,对本征硅半导体中载流子数进行计算机模拟,模拟结果与理论规律基本吻合,此... 将巨正则系综的Fermi-Dirac(F-D)统计法与计算机模拟相结合,从本征半导体硅出发,探讨温度和光照能量对载流子数的影响,试图从理论上定量分析太阳能电池工作状况,对本征硅半导体中载流子数进行计算机模拟,模拟结果与理论规律基本吻合,此方法可为进一步研究掺杂半导体及氧化物半导体空间电荷层载流子数提供参考。 展开更多

关键词 巨正则系综 F—D统计法 硅半导体 载流子数 计算机模拟

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基于分子结构差异的镜/暗煤纳米孔隙对H_(2)O吸附的影响

5

作者 马东民 唐晨璐 +6 位作者 陈跃 王怀厂 李国富 季长江 王丽雅 祝浩冉 刘赞 《现代地质》 北大核心 2025年第5期1349-1362,共14页

煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因,而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索,但针对不同宏观煤岩组分展开研究,构建大分子结构模型并在此基础上分析... 煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因,而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索,但针对不同宏观煤岩组分展开研究,构建大分子结构模型并在此基础上分析纳米孔隙结构中能量变化及吸附特性差异的研究尚不多见。为了探究不同宏观煤岩组分的纳米孔隙微观结构对H_(2)O吸附特征,采用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法及分子动力学模拟技术,研究不同温度、不同压力、不同孔径的狭缝型镜/暗煤分子模型对H_(2)O的饱和吸附、等温吸附及等量吸附热特征。结果表明,暗煤的接触角与润湿热大于镜煤,反映出暗煤的水润湿性优于镜煤。在煤分子模型饱和吸附H_(2)O的模拟中,由于微观结构中暗煤的含氧官能团含量高于镜煤,故暗煤的吸附热和吸附量均大于镜煤。在不同狭缝孔等温吸附模拟中,H_(2)O的吸附量和吸附热均与温度呈负相关关系,与压力和孔径大小呈正相关关系。孔径增大,H_(2)O的等量吸附热呈减小趋势。这是由于煤的各相异性,H_(2)O的赋存空间变大,更多分子处于游离态,同样使得煤样与H_(2)O的相互作用机会减少,因此等量吸附热随着孔径的增大而减小。 展开更多

关键词 宏观煤岩组分 纳米孔隙 巨正则系综蒙特卡洛模拟 等温吸附 吸附热

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机器学习探究电子气体在沸石分子筛上的吸附 被引量：3

6

作者 陈佳丽 赵国祥 +3 位作者 颜亚玉 夏万厅 李巧红 张健 《无机化学学报》 北大核心 2025年第1期155-164,共10页

使用机器学习进行高通量筛选是一种新的材料筛选方法,我们结合巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟和机器学习方法研究了沸石分子筛对气体的吸附。使用GCMC模拟方法,计算了12种电子气体在240种纯硅沸石分子筛上的绝对吸附量,并通过Zeo++程序分析... 使用机器学习进行高通量筛选是一种新的材料筛选方法,我们结合巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟和机器学习方法研究了沸石分子筛对气体的吸附。使用GCMC模拟方法,计算了12种电子气体在240种纯硅沸石分子筛上的绝对吸附量,并通过Zeo++程序分析了沸石分子筛的17种结构特征。在此基础上,建立了2种机器学习模型:多元线性回归模型和随机森林回归模型,旨在预测沸石分子筛对各类电子气体的吸附能力。同时,通过相关性分析和模型性能评估,揭示了不同结构特征对气体吸附容量的影响程度,并对模型的稳定性和预测精度进行了讨论。 展开更多

关键词 电子特种气体 沸石分子筛 机器学习 巨正则蒙特卡罗模拟

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金属有机骨架材料对Kr/Xe混合气体的吸附与分离性能研究 被引量：1

7

作者 黄纪龙 刘秀英 +2 位作者 陈浩 李晓东 于景新 《化工新型材料》 北大核心 2025年第10期25-29,共5页

捕获并分离乏核燃料燃烧过后的放射性气体氪气(Kr)和氙气(Xe)在环境保护和经济发展等方面具有重要意义。使用巨正则蒙特卡罗方法研究了12种阴离子柱杂化的金属有机骨架材料(AP-MOFs)对Kr/Xe的吸附与分离性能,计算了AP-MOFs对Kr和Xe的单... 捕获并分离乏核燃料燃烧过后的放射性气体氪气(Kr)和氙气(Xe)在环境保护和经济发展等方面具有重要意义。使用巨正则蒙特卡罗方法研究了12种阴离子柱杂化的金属有机骨架材料(AP-MOFs)对Kr/Xe的吸附与分离性能,计算了AP-MOFs对Kr和Xe的单组分吸附及不同比例Kr/Xe二元混合体系的吸附。在单组分吸附过程中,互穿结构对Kr和Ar气体的吸附量和吸附热都远远高于非互穿结构。从密度分布可视图中能够看出气体分子均匀地占据在非互穿材料中骨架附近的位置,而对互穿结构的AP-MOFs材料,气体分子则是占据在孔道中心。在二元组分的混合体系分离中,当压强较低时,具有互穿结构的AP-MOFs对Xe的吸附选择性明显大于非互穿结构,但随着压强的增加,吸附选择性明显降低,而非互穿结构的MOFs材料选择性则无明显变化。 展开更多

关键词 金属有机骨架 巨正则蒙特卡罗模拟 互穿效应 吸附与分离

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多孔金属有机骨架材料储氢性能分子模拟 被引量：10

8

作者 吴选军 郑佶 +1 位作者 李江 蔡卫权 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2207-2214,共8页

采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对H2在IRMOF-1、IRMOF-61和IRMOF-62共3种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究.结果表明,该力场能够在全压力范围内很好地复制H2在IRMOF-62材料中... 采用优化的DREIDING力场参数,通过巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法对H2在IRMOF-1、IRMOF-61和IRMOF-62共3种金属有机骨架(MOFs)材料中的吸附平衡性能进行了比较研究.结果表明,该力场能够在全压力范围内很好地复制H2在IRMOF-62材料中的等温吸附曲线;但对低压下H2在IRMOF-61中的等温吸附曲线预测出现低估.与IRMOF-1相比,具有互穿骨架结构的IRMOF-61和IRMOF-62材料在常温下的储氢能力并无明显提高.进一步比较77 K时100 kPa、3.0 MPa下H2在上述MOFs材料中达到吸附平衡时的几率密度分布发现,H2会优先吸附在Zn4O骨架附近靠近苯环的位置;对具有互穿结构的MOFs材料而言,由于其孔腔尺寸缩小,使得H2优先吸附位区域零散化.适当长度的有机配体形成的互穿骨架结构能增强与H2分子之间的相互作用,具备较高的储氢能力;而有机配体尺寸过长则会增加骨架结构中H2吸附死角,对H2的吸附能力反而出现下降. 展开更多

关键词 金属有机骨架材料 多孔材料 巨正则系综蒙特卡洛模拟 储氢 等温吸附

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甲烷在AFS型分子筛中的吸附模拟 被引量：5

9

作者 陈善俊 戴伟 +3 位作者 罗江山 唐永建 王朝阳 孙卫国 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第2期285-290,共6页

采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法模拟了甲烷分子在AFS型分子筛中的吸附量,并和Düren等人(Langmuir,2004,20:2683)设计的金属有机骨架中的甲烷吸附量进行比较,发现AFS型沸石分子筛对甲烷分子有很好的吸附性能,AFS型分子筛是中低... 采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法模拟了甲烷分子在AFS型分子筛中的吸附量,并和Düren等人(Langmuir,2004,20:2683)设计的金属有机骨架中的甲烷吸附量进行比较,发现AFS型沸石分子筛对甲烷分子有很好的吸附性能,AFS型分子筛是中低压吸附储存天然气系统中的一种比较理想的吸附剂.采用DubininAs-akhov(DA)微孔分析方法,分析了沸石结构对甲烷储量大小的影响,总结了影响甲烷储量大小的物理因素. 展开更多

关键词 甲烷 吸附等温线 分子筛 巨正则蒙特卡罗 模拟

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用实验和模拟计算确定SiO_2空心微球的孔径分布 被引量：1

10

作者 乐园 陈建峰 汪文川 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1303-1307,共5页

用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)模拟方法结合统计积分方程(SIE)计算了SiO2空心微球球壳上的孔径分布(PSD).HRTEM、XRD及氮气吸附等实验测试表明,SiO2空心微球的球壳上有无序的介孔孔道.在模拟中,基于实验数据,将SiO2空心微球模型化为具有... 用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)模拟方法结合统计积分方程(SIE)计算了SiO2空心微球球壳上的孔径分布(PSD).HRTEM、XRD及氮气吸附等实验测试表明,SiO2空心微球的球壳上有无序的介孔孔道.在模拟中,基于实验数据,将SiO2空心微球模型化为具有一定孔径分布的园柱孔,流体模型化为Lennard-Jones(LJ)球,流体分子和孔壁间的相互作用采用Wang等人犤10犦最近提出的完全解析的势函数描述.模拟结果显示,用孔径分布拟合的吸附数据和实验吸附等温线吻合良好,说明PSD能够十分有效地表示SiO2空心微球的微孔结构. 展开更多

关键词 SIO2空心微球 巨正则系综蒙特卡罗模拟 完全解析势函数 统计积分方程 孔径分布

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氢在单壁碳纳米管中吸附的计算机模拟 被引量：1

11

作者 张超 鲁雪生 顾安忠 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期764-768,共5页

采用巨正则系综蒙特卡罗(Grand Canonical Ensemble Monte Carlo,GCEMC)方法模拟了不同结构参数(管径和管间距)的单壁碳纳米管在不同操作工况(温度和压力)下的吸附储氢性能。由计算结果发现,在不同管间距的情况下,不同的管径对吸附性能... 采用巨正则系综蒙特卡罗(Grand Canonical Ensemble Monte Carlo,GCEMC)方法模拟了不同结构参数(管径和管间距)的单壁碳纳米管在不同操作工况(温度和压力)下的吸附储氢性能。由计算结果发现,在不同管间距的情况下,不同的管径对吸附性能的影响不同:在管间距较小的情况下,吸附储氢重量百分比和体积百分比均随管径的增大而增大;在管间距较大的情况下,吸附储氢的体积百分比却随管径的增大而减小。在不同的操作工况下,存在一个最优的管间距,能使吸附储氢的体积百分比达到最大值。通过模拟,得到77K下最接近DOE能量密度标准的碳纳米管结构参数和操作工况。 展开更多

关键词 巨正则系综蒙特卡罗 单壁碳纳米管 吸附储氢

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单壁碳纳米管上毒性苯气体净化的分子模拟(英文) 被引量：2

12

作者 彭璇 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2000-2008,共9页

采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法研究了空气中微量苯组分在单臂碳纳米管(SWNTs)上的吸附净化.模拟表明,具有较大孔径的(20,20)纳米管比较适合吸附纯苯蒸汽,而对于移除空气中的毒性苯物质,苯的吸附选择性分别在(12,12)纳米管及4.0 MPa... 采用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法研究了空气中微量苯组分在单臂碳纳米管(SWNTs)上的吸附净化.模拟表明,具有较大孔径的(20,20)纳米管比较适合吸附纯苯蒸汽,而对于移除空气中的毒性苯物质,苯的吸附选择性分别在(12,12)纳米管及4.0 MPa时和(18,18)纳米管及0.1 MPa时出现最小值和最大值.为了解释这一异常行为,我们进一步分析了N2-O2-C6H6混合物的局部密度分布、吸附分子构型和概率密度分布,发现(18,18)纳米管内外完全被苯分子占据,而对于(12,12)纳米管,由于存在更强的吸附质-吸附剂相互作用,空气分子更倾向于吸附在管与管之间的间隙.此外,吸附分子的空间有序参数表明大多数苯分子采取"平躺"在纳米管表面的定位,而线性的N2和O2分子则多数平行于孔轴方向.最后研究了温度和苯分子主体相浓度对分离效果的影响.我们发现较大孔中的选择性随着温度的增加比小孔下降更加明显.与此对比,主体相苯浓度对小孔中的选择性起到更加重要的作用. 展开更多

关键词 巨正则系综蒙特卡罗 吸附 分离 苯 空气 碳纳米管

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化学势对模拟计算单壁碳纳米管储氢的影响

13

作者 程锦荣 刘遥 +4 位作者 张立波 丁锐 丁振峰 王晓 汪志 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2007年第3期57-61,共5页

对计算化学势的Widom测试粒子方法进行了改进.采用改进后的Widom测试粒子方法和周期边界流体系统的压力算法,研究开放系统的化学势随压强的变化,给出了具体的函数关系,并证明了其正确性.在此基础上,通过巨正则蒙特卡罗模拟,仔细地分析... 对计算化学势的Widom测试粒子方法进行了改进.采用改进后的Widom测试粒子方法和周期边界流体系统的压力算法,研究开放系统的化学势随压强的变化,给出了具体的函数关系,并证明了其正确性.在此基础上,通过巨正则蒙特卡罗模拟,仔细地分析了化学势对模拟计算单壁碳纳米管储氢的影响.计算结果表明,化学势的偏差对模拟计算单壁碳纳米管储氢有着非常显著的影响. 展开更多

关键词 化学势 压强 碳纳米管 储氢 巨正则蒙特卡罗模拟

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多孔材料应用于二氧化碳捕获的理论模型与模拟方法 被引量：2

14

作者 吕坤 林震川 +2 位作者 韦煦 白占辉 林洪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第23期108-113,共6页

目前,由于化石燃料的广泛使用致使大量二氧化碳被排放进入大气,由此导致的温室效应将引发严重的生态灾难。碳捕获与封存(Carbon capture and sequestration,CCS)技术是解决这一困境的有效手段。其中碳捕获技术主要适用于燃煤电厂,包括... 目前,由于化石燃料的广泛使用致使大量二氧化碳被排放进入大气,由此导致的温室效应将引发严重的生态灾难。碳捕获与封存(Carbon capture and sequestration,CCS)技术是解决这一困境的有效手段。其中碳捕获技术主要适用于燃煤电厂,包括燃烧后捕获,燃烧前捕获和富氧燃烧捕获3种策略。立足于理论研究,首先根据燃煤电厂应用多孔材料进行碳捕获的流程建立物理模型,并讨论了评估材料碳捕获性能的热力学参数。接下来讨论了理论模拟碳捕获问题的方法,包括巨正则蒙特卡罗模拟与第一性原理计算,并提出了一种兼具第一性原理计算准确性与蒙特卡罗模拟高效性优势的多尺度模拟计算方法,该方法可以准确、高效地预测材料的碳捕获性能。 展开更多

关键词 碳捕获与封存技术 第一性原理计算 巨正则蒙特卡罗模拟

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分子模拟研究苯酚在大气冰表面的吸附行为

15

作者 蔡雪莹 付自豪 谢宏彬 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2262-2272,共11页

苯酚是大气中重要的有毒污染物,然而其在大气冰表面的吸附行为仍不明确.本研究使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟方法,基于TIP5P水力场和优化的苯酚力场,模拟了温度200 K条件下,苯酚在六边形(Ih)冰0001表面的吸附行为.研究表明,苯酚在冰表... 苯酚是大气中重要的有毒污染物,然而其在大气冰表面的吸附行为仍不明确.本研究使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟方法,基于TIP5P水力场和优化的苯酚力场,模拟了温度200 K条件下,苯酚在六边形(Ih)冰0001表面的吸附行为.研究表明,苯酚在冰表面的吸附等温线具有两个平台期,达到第一个平台期后,苯酚单层吸附饱和并进入快速增长期,随后至吸附凝结点,达到第二个平台期.当苯酚分子吸附量较小时,苯酚独立地吸附在冰表面,吸附行为符合Langmuir吸附类型;随着苯酚分子吸附量增加,冰表面的苯酚分子间产生相互作用,导致偏离了Langmuir吸附等温线.在不同吸附量情况下,苯酚与冰表面分子形成的氢键类型均是以苯酚—OH上的氢原子与冰表面氧原子之间形成的氢键为主. 展开更多

关键词 苯酚 冰表面 吸附行为 巨正则蒙特卡罗模拟.

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高价态硼磷COFs材料理论设计与储氢性能研究 被引量：1

16

作者 王耀东 李晓东 +3 位作者 杨朋辉 张慧东 刘秀英 于景新 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期730-738,共9页

采用分子力学方法,从理论上设计了五种具有lta拓扑结构的高价态硼磷共价有机骨架(BP-COFs)材料。研究结果表明五种材料均具备有利于储氢应用的结构特性,如低密度(0.52~1.17 g·cm^(-3))、大比表面积(1274.12~4033.95 m^(2)·g^(... 采用分子力学方法,从理论上设计了五种具有lta拓扑结构的高价态硼磷共价有机骨架(BP-COFs)材料。研究结果表明五种材料均具备有利于储氢应用的结构特性,如低密度(0.52~1.17 g·cm^(-3))、大比表面积(1274.12~4033.95 m^(2)·g^(-1))和高孔隙率(0.55%~0.78%)等。使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)方法预测298和77 K温度下五种材料对氢气分子的物理吸附性能,并分析了材料结构与氢吸附性能之间的构效关系,结果表明五种BP-COFs材料具有较强的氢气吸附能力。尤其是在77 K时,BP-COF-10和BP-COF-11在储氢性能方面的表现最为优异,BP-COF-10具有最高的体积储氢量52.86 g·L^(-1),BP-COF-11具有最高的质量储氢量9.90%,而且随着压强的增加,BP-COF-11的质量储氢量仍然保持较好的上升趋势,这表明本文所设计材料具有优异的储氢应用潜力。本研究将为实验上开发新型高性能储氢材料提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 共价有机骨架 氢气储存 巨正则蒙特卡罗模拟 物理吸附 分子力学方法

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二氧化碳/甲烷/氮气二元混合物在有序介孔碳材料CMK-3中的吸附和分离 被引量：9

17

作者 彭璇 张勤学 +1 位作者 成璇 曹达鹏 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2065-2071,共7页

采用分子模拟与吸附理论研究了天然气成分在有序介孔碳材料CMK-3上的吸附和分离.巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)模拟表明,CH4和CO2气体的较优存储条件分别为208K、4MPa和298K、6MPa,其最大超额吸附量分别为10.07和14.85mmo·lg-1.基于双... 采用分子模拟与吸附理论研究了天然气成分在有序介孔碳材料CMK-3上的吸附和分离.巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)模拟表明,CH4和CO2气体的较优存储条件分别为208K、4MPa和298K、6MPa,其最大超额吸附量分别为10.07和14.85mmo·lg-1.基于双位Langmuir-Freundlich(DSLF)模型,使用理想吸附溶液理论(IAST)预测了不同二元混合物在CMK-3中的分离行为,发现吸附选择性SCO2/CH4与SCH4/N2比较接近,在298K和4MPa下约等于3,而N2-CO2体系中的CO2吸附选择性较高,可达到7.5,说明CMK-3是一种适合吸附和分离天然气组分的碳材料. 展开更多

关键词 巨正则系综蒙特卡罗 吸附选择性 理想吸附溶液理论 甲烷 二氧化碳 氮气 CMK-3

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碳纳米管物理吸附储氢的势能效应与空间效应 被引量：6

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作者 袁兴红 程锦荣 +4 位作者 黄德财 赵力 张立波 赵敏 戴磊 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第3期38-42,共5页

采用巨正则蒙特卡罗方法模拟氢分子在碳纳米管及其阵列中的存储过程。通过定量分析计算结果,指出碳纳米管储氢的物理吸附机制,可用势能效应和空间效应描述。势能效应源于碳氢和氢氢之间的相互作用,空间效应则来自碳纳米管及其阵列的中... 采用巨正则蒙特卡罗方法模拟氢分子在碳纳米管及其阵列中的存储过程。通过定量分析计算结果,指出碳纳米管储氢的物理吸附机制,可用势能效应和空间效应描述。势能效应源于碳氢和氢氢之间的相互作用,空间效应则来自碳纳米管及其阵列的中空结构。利用两种效应的最佳组合,可获得理想的储氢效果。 展开更多

关键词 碳纳米管 物理吸附 储氢材料 势能效应 空间效应 巨正则蒙特卡罗模拟

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苯与丙烯在MCM-22型分子筛内吸附行为的Monte Carlo研究 被引量：2

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作者 孙晓岩 李建伟 +2 位作者 余海清 李英霞 陈标华 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期949-953,共5页

采用巨正则统计系综Monte Carlo模拟方法研究了不同温度、不同吸附方式下纯硅MCM-22型分子筛ITQ-1上苯与丙烯分子的吸附行为.分子筛内吸附质粒子云分布模拟结果显示,苯和丙烯主要吸附在超笼和十元环孔道内,其中丙烯分子几乎充满了孔道... 采用巨正则统计系综Monte Carlo模拟方法研究了不同温度、不同吸附方式下纯硅MCM-22型分子筛ITQ-1上苯与丙烯分子的吸附行为.分子筛内吸附质粒子云分布模拟结果显示,苯和丙烯主要吸附在超笼和十元环孔道内,其中丙烯分子几乎充满了孔道内部大部分区域,在链接超笼之间的十元环窗口也充满了丙烯分子,而苯分子在超笼内和十元环孔道内的吸附却较为分散、均匀.丙烯与分子筛之间相互作用能高于苯与分子筛之间的相互作用能,使苯分子吸附相对丙烯分子更为稳定.温度变化对分子筛上丙烯吸附远大于对苯吸附的影响,100 kPa时温度由298 K升高至443 K导致丙烯分子吸附量迅速减少,而对苯分子却没有显著的影响.ITQ-1分子筛上存在苯和丙烯分子的竞争吸附,使两者吸附相互作用能最可几分布朝着折中方向移动.苯与丙烯在分子筛内吸附等温线的模拟结果表明,在温度较高、压力较低时,丙烯的吸附量小于苯的吸附量. 展开更多

关键词 MCM-22分子筛 苯 丙烯 巨正则统计系综Monte CARLO模拟 吸附

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氢气在不同结构单壁碳纳米管束中的吸附 被引量：3

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作者 张超 鲁雪生 顾安忠 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期974-979,共6页

用巨正则系综蒙特卡罗 (GCMC)的方法进行了氢气在两种不同结构单壁碳纳米管束 (正四边形和正三边形 )中吸附的研究 ,模拟了三种不同温度下 (77K、1 33K及 2 98K)的吸附等温线 ,对两种不同结构单壁碳纳米管束吸附储氢性能进行了对比 .从... 用巨正则系综蒙特卡罗 (GCMC)的方法进行了氢气在两种不同结构单壁碳纳米管束 (正四边形和正三边形 )中吸附的研究 ,模拟了三种不同温度下 (77K、1 33K及 2 98K)的吸附等温线 ,对两种不同结构单壁碳纳米管束吸附储氢性能进行了对比 .从势能场分布的角度分析了这两种不同结构碳纳米管束产生吸附性能差异的原因 ,讨论了不同管径和不同管间距的势能场分布以及对吸附性能的影响 .分析认为 :管间距的大小是产生势能场分布差异的主要原因 。 展开更多

关键词 巨正则系综蒙特卡罗 吸附储氢 单壁碳纳米管 势能场分布

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