幾種氣體在ZSM-5分子篩上吸附的模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、ZSM-5分子篩是一種用途廣泛的高硅鋁比的分子篩。其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)，具有很高的熱穩(wěn)定性，適合于吸附分離很多重要的工業(yè)有機(jī)物質(zhì)。改性后的ZSM-5分子篩具有很強(qiáng)的擇形吸附和催化能力，被廣泛應(yīng)用于石油化工、精細(xì)化工和環(huán)保領(lǐng)域。研究ZSM-5分子篩的吸附性質(zhì)具有重要的理論意義和實(shí)踐意義。 本課題分別用實(shí)驗(yàn)和分子模擬的方法，研究了小分子氣體在ZSM-5分子篩上的吸附規(guī)律。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，探討了分子模擬在預(yù)測吸附規(guī)律方面的可行性和可靠性。

2、 在77K下，進(jìn)行了氮?dú)?、氬氣、氧氣和氫氣在ZSM-5分子篩上的等溫吸附實(shí)驗(yàn)，并對這四種氣體的吸附類型進(jìn)行了判定，對吸附等溫線進(jìn)行了Langmuir方程形式的非線性回歸。其中，前三種氣體于ZSM-5分子篩上的吸附是Langmuir型單層吸附。氫氣在ZSM-5分子篩上的吸附等溫線，在低壓段(0～2.5kPa)是Langmuir型；在整個壓力區(qū)間(0～80kPa)內(nèi)，不符合Langmuir方程，這是由于發(fā)生了多層吸附。 基于G

3、CMC的方法，分別使用COMPASS，UNIVERSAL兩種力場，模擬了氮?dú)?、氬氣、氧氣、氫氣?0K、77K、100K在ZSM-5分子篩上的吸附等溫線。研究發(fā)現(xiàn)四種氣體在ZSM-5分子篩上的吸附量隨溫度的升高而減小，隨壓力的增大而增加。吸附量隨壓力的變化規(guī)律與實(shí)驗(yàn)一致。 為了驗(yàn)證GCMC方法的可靠性，本課題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與模擬吸附結(jié)果的比較。研究發(fā)現(xiàn)，對于氫氣在ZSM-5分子篩上的吸附，模擬與實(shí)驗(yàn)偏差較大。對于其它氣體吸附的模擬與