| 不同管径碳纳米管中CO_2/CH_4分离的分子模拟 |
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| 引用本文： | 曹伟,吕玲红,黄亮亮,王珊珊,朱育丹.不同管径碳纳米管中CO_2/CH_4分离的分子模拟[J].化工学报,2014(5). |
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| 作者姓名： | 曹伟 吕玲红 黄亮亮 王珊珊 朱育丹 |
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| 作者单位： | 南京工业大学材料化学工程国家重点实验室;Department |
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| 基金项目： | 国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733501);国家自然科学基金项目(21176113,21136004,21206070,91334202);江苏高校优势学科建设工程项目~~ |
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| 摘 要： | 生物甲烷路线在CO2减排和节能方面有很大的应用前景。而对生物沼气的分离是此路线的一个关键问题,特别是在60℃和0.1 MPa下。巨正则Monte Carlo(GCMC)和平衡分子动力学(EMD)的分子模拟方法研究CO2和CH4在不同管径的碳纳米管(CNT)中的吸附和扩散,可以从分子层面研究生物沼气的分离机理。分别计算了CO2/CH4二元混合物吸附量、吸附选择性、自扩散系数和渗透选择性等参数。模拟结果表明:由于碳管的受限空间和CO2与碳纳米管壁面分子之间强相互作用,导致二元等物质的量的混合物CO2/CH4的吸附量和扩散系数的差异。CO2的吸附量和自扩散系数都比CH4的大。渗透选择性在碳管管径达到最接近1 nm时达到最大值,此时混合物的分离过程是吸附控制,而非扩散控制。
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| 关 键 词： | 分子模拟 碳纳米管 生物沼气 分离 自扩散 选择性 |
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