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T-H-M耦合作用下CO_(2)地质封存盖层密闭性微观评价方法
1
作者
赫文豪
吴承宇
+4 位作者
钱硕
王海柱
李雪
刘利
张润青
《华南师范大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期31-42,共12页
盖层密闭性对于实现碳封存技术具有重要意义,但其对CO_(2)的封闭能力受到热-流-固多物理场耦合作用从而产生相应变化。为明晰盖层中CO_(2)吸附运移微观作用机理,采用分子模拟方法(巨正则蒙特卡罗模拟、分子动力学模拟),建立热-流-固多...
盖层密闭性对于实现碳封存技术具有重要意义,但其对CO_(2)的封闭能力受到热-流-固多物理场耦合作用从而产生相应变化。为明晰盖层中CO_(2)吸附运移微观作用机理,采用分子模拟方法(巨正则蒙特卡罗模拟、分子动力学模拟),建立热-流-固多物理场耦合作用下盖层纳米级孔喉CO_(2)微观吸附运移模型,探究地层温度、地层压力及地层孔喉尺寸对CO_(2)吸附-运移特性影响规律。结果表明:CO_(2)在盖层中的运移渗透效果受热-流-固等多物理场影响,随着温度的升高和压强的降低,CO_(2)在纳米孔孔喉中的吸附量呈非线性下降。当温度从300 K上升至600 K,纳米孔喉对CO_(2)吸附量与吸附热降幅分别达71.4%和54.1%;当压力从1 MPa上升至60 MPa,相应吸附量由0.197 mmol/g升高至5.818 mmol/g,吸附热增长85.8%;同时,孔喉尺寸的增大使CO_(2)吸附量增加,但其与壁面反应吸附热降低。该研究可为CO_(2)地质埋存在盖层密闭性微观评价方法和CO_(2)封存场地选址提供理论依据和方法支撑。
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关键词
盖层密闭性
运移特性
分子模拟
热-流-固
多物理场
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职称材料
电荷与应变协同调控g-C_(9)N_(7)膜对CO_(2)吸附和渗透特性的研究
被引量：
3
2
作者
王晓慧
李雪
+5 位作者
赫文豪
卢贵武
周广刚
陈君青
赵格
王宁
《华南师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2022年第2期18-23,共6页
为了有效捕获和分离CO_(2),提出了一种电荷与应变协同调控的气体捕获和渗透的新方法,该方法具有可逆性和动力学可控的优点。采用分子动力学(MD)模拟和基于第一性原理密度泛函理论(DFT)计算,分析了不同电荷密度和拉伸应变控制下的多孔g-C...
为了有效捕获和分离CO_(2),提出了一种电荷与应变协同调控的气体捕获和渗透的新方法,该方法具有可逆性和动力学可控的优点。采用分子动力学(MD)模拟和基于第一性原理密度泛函理论(DFT)计算,分析了不同电荷密度和拉伸应变控制下的多孔g-C_(9)N_(7)纳米片对CO_(2)捕获和渗透的影响规律。通过电荷调控策略,CO_(2)分子渗透率高达5.94×10^(7) GPU(即0.019899 mol/(s·Pa·m^(2)))。另外,CO_(2)渗透率随拉伸应变率的增加而增大,拉伸应变率为7.5%的g-C_(9)N_(7)薄膜的最大渗透率为3.61×10^(7) GPU(即0.012094 mol/(s·Pa·m^(2)))。在此基础上,采用负电荷与应变工程相结合的方法研究二者的协同效应,在负电荷为1 e、拉伸应变率为3.0%的条件下,CO_(2)渗透率达到3.18×10^(7) GPU(即0.001065 mol/(s·Pa·m^(2)))。此时CO_(2)渗透率是仅施加1 e时CO_(2)渗透率的9倍,是仅添加3.0%应变率时CO_(2)渗透率的8倍。研究结果为开发具有CO_(2)捕获和分离高度可控的高性能材料提供了理论指导。
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关键词
CO_(2)渗透率
碳氮膜
电荷
应变
协同调控
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职称材料
题名
T-H-M耦合作用下CO_(2)地质封存盖层密闭性微观评价方法
1
作者
赫文豪
吴承宇
钱硕
王海柱
李雪
刘利
张润青
机构
中国石油大学
(
北京
)/深层地热富集机理与高效开发全国
重点
实验室
中国石油大学
(
北京
)/
油气
资源与工程全国
重点
实验室
中国石油大学
(
北京
)/
油气
光学
探测
技术
北京市
重点
实验室
英国曼彻斯特
大学
物理和天文学系
出处
《华南师范大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第4期31-42,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52341401、52425402、52274016)
油气资源与探测国家重点实验室课题(PRE/DX-2402)。
文摘
盖层密闭性对于实现碳封存技术具有重要意义,但其对CO_(2)的封闭能力受到热-流-固多物理场耦合作用从而产生相应变化。为明晰盖层中CO_(2)吸附运移微观作用机理,采用分子模拟方法(巨正则蒙特卡罗模拟、分子动力学模拟),建立热-流-固多物理场耦合作用下盖层纳米级孔喉CO_(2)微观吸附运移模型,探究地层温度、地层压力及地层孔喉尺寸对CO_(2)吸附-运移特性影响规律。结果表明:CO_(2)在盖层中的运移渗透效果受热-流-固等多物理场影响,随着温度的升高和压强的降低,CO_(2)在纳米孔孔喉中的吸附量呈非线性下降。当温度从300 K上升至600 K,纳米孔喉对CO_(2)吸附量与吸附热降幅分别达71.4%和54.1%;当压力从1 MPa上升至60 MPa,相应吸附量由0.197 mmol/g升高至5.818 mmol/g,吸附热增长85.8%;同时,孔喉尺寸的增大使CO_(2)吸附量增加,但其与壁面反应吸附热降低。该研究可为CO_(2)地质埋存在盖层密闭性微观评价方法和CO_(2)封存场地选址提供理论依据和方法支撑。
关键词
盖层密闭性
运移特性
分子模拟
热-流-固
多物理场
Keywords
caprock sealing integrity
transport characteristics
molecular dynamics
thermo-hydro-mechanical
multiple physical fields
分类号
O647.32 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
电荷与应变协同调控g-C_(9)N_(7)膜对CO_(2)吸附和渗透特性的研究
被引量：
3
2
作者
王晓慧
李雪
赫文豪
卢贵武
周广刚
陈君青
赵格
王宁
机构
中国石油大学
(
北京
)/
油气
光学
探测
技术
北京市
重点
实验室
出处
《华南师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2022年第2期18-23,共6页
基金
山西省科技重大专项(20181101013)
中国石油大学(北京)科研基金项目(2462020YXZZ003)。
文摘
为了有效捕获和分离CO_(2),提出了一种电荷与应变协同调控的气体捕获和渗透的新方法,该方法具有可逆性和动力学可控的优点。采用分子动力学(MD)模拟和基于第一性原理密度泛函理论(DFT)计算,分析了不同电荷密度和拉伸应变控制下的多孔g-C_(9)N_(7)纳米片对CO_(2)捕获和渗透的影响规律。通过电荷调控策略,CO_(2)分子渗透率高达5.94×10^(7) GPU(即0.019899 mol/(s·Pa·m^(2)))。另外,CO_(2)渗透率随拉伸应变率的增加而增大,拉伸应变率为7.5%的g-C_(9)N_(7)薄膜的最大渗透率为3.61×10^(7) GPU(即0.012094 mol/(s·Pa·m^(2)))。在此基础上,采用负电荷与应变工程相结合的方法研究二者的协同效应,在负电荷为1 e、拉伸应变率为3.0%的条件下,CO_(2)渗透率达到3.18×10^(7) GPU(即0.001065 mol/(s·Pa·m^(2)))。此时CO_(2)渗透率是仅施加1 e时CO_(2)渗透率的9倍,是仅添加3.0%应变率时CO_(2)渗透率的8倍。研究结果为开发具有CO_(2)捕获和分离高度可控的高性能材料提供了理论指导。
关键词
CO_(2)渗透率
碳氮膜
电荷
应变
协同调控
Keywords
CO_(2)permeance
C-N membrane
charge
strain
coupling adjustment
分类号
O647.32 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
T-H-M耦合作用下CO_(2)地质封存盖层密闭性微观评价方法
赫文豪
吴承宇
钱硕
王海柱
李雪
刘利
张润青
《华南师范大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
电荷与应变协同调控g-C_(9)N_(7)膜对CO_(2)吸附和渗透特性的研究
王晓慧
李雪
赫文豪
卢贵武
周广刚
陈君青
赵格
王宁
《华南师范大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2022
3
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