分子模拟研究褐煤中含水量对甲烷吸附影响

煤层气(CBM)作为一种优质、高效、清洁的能源和化工原料在最近几十年得到广泛的关注.在我国现阶段开采褐煤中的煤层气,通常褐煤中伴随着较高的含水量,因此,研究褐煤中含水量对甲烷吸附的影响对于煤层气的开采有重要的现实意义.本论文利用分子模拟中的蒙特卡罗和分子动力学方法,探究含水量分别为0%,1.6%和3.2%的褐煤模型,在298,313和373 K 3种温度下甲烷吸附情况,同时测定甲烷的吸附热和N,O,S原子的径向分布函数.研究结果表明:甲烷的吸附量与吸附热都会随着含水量的增加而下降;当含水量一定时,甲烷吸附量会随着温度的升高而下降.此外,褐煤分子中的N和S原子较O原子与甲烷相互作用较强.本论文的分子模拟研究结果可为煤层气的开发提供先期的理论预测与科学依据.     

功能化金属有机骨架材料中CO2/N2吸附分离的理论研究

金属有机骨架材料作为高比表面积、高孔隙率以及孔径尺寸可调的多孔材料,是一种极具潜力的CO₂物理吸附剂。本文构建了-H、-F、-Cl、-NH2官能团功能化修饰的金属有机骨架kgm-1结构,通过巨正则蒙特卡罗模拟方法研究了不同压强下功能化修饰的金属有机骨架中CO₂/N2吸附与分离行为,结果发现:CO₂和N₂的吸附量随着压强的升高而增加,功能化修饰对CO₂吸附量的影响明显大于对N2吸附量的影响。在kgm-1-H、kgm-1-F、kgm-1-Cl、kgm-1-NH₂四种构型中,-F修饰可以显著提高kgm-1的CO₂吸附量,并提高CO₂/N2的选择吸附比;功能化修饰后的选择性顺序遵循kgm-1-F> kgm-1-H> kgm-1-Cl>kgm-1-NH₂。通过气体分子-骨架间的相互作用力分析发现,骨架材料吸附气体分子主要是依靠骨架-气体分子间范德华力,极性官能团的引入明显提高了气体分...     

阳离子对聚合物溶液黏度损失的影响机制

研究Na^+、Ca^2+、Mg^2+等阳离子对聚合物溶液黏度的影响机制,考察不同离子质量浓度对聚合物溶液黏度的影响,利用扫描电镜对聚合物微观形貌进行分析,利用凝胶色谱-示差折光检测器对聚合物相对分子质量进行检测,采用分子动力学模拟研究阳离子对聚合物分子构型的影响。结果表明:Na^+质量浓度高于5 g/L、Ca^2+和Mg^2+质量浓度高于0.4 g/L,聚合物黏度损失超过70%;外加阳离子条件下,聚合物相对分子质量变化不大,但均方回转半径降低;阳离子导致聚合物溶液黏度降低的主要原因是阳离子与聚合物分子链内的带负电基团的静电吸引作用造成对聚合物分子链的压缩,从而使聚合物分子链卷曲、收缩。