石墨狭缝中甲烷吸附的分子动力学模拟

【摘要】：用分子动力学模拟研究石墨狭缝中甲烷的吸附,考察狭缝宽度和温度对甲烷吸附的影响.模拟发现甲烷在石墨狭缝中出现分层现象,吸附层中甲烷具有类液特征,第一吸附层内甲烷中总有两个氢原子的连线与另外两个氢原子的连线分别位于平行于狭缝壁的两个平面内,游离层中甲烷呈现气体的特征;碳原子间的平均作用势说明吸附层中甲烷分子间结合能力大于游离层,吸附态是甲烷在石墨狭缝中的主要赋存形式之一;伦敦力以及由吸附层净电荷产生的电场力是甲烷吸附和分层的主要原因;甲烷的吸附量随狭缝宽度增大或温度升高而减少,当狭缝宽度小于16.46时,甲烷仅以吸附形态存在.甲烷在第一吸附层中的扩散能力最弱、游离层中最强,甲烷扩散系数随狭缝宽度的增大或温度的升高而增大. 【作者单位】： 中国石油大学(华东)理学院;
【关键词】： 甲烷 石墨狭缝 吸附 分子动力学模拟
【基金】：国家自然科学基金(51034007) 中央高校基本科研业务费专项基金(27Ｒ1110049A) 资助项目
【分类号】：O647.3
【正文快照】： 0引言随着油气资源的日趋紧缺和出于能源安全的考虑,页岩气作为潜力巨大的能源新领域已成为世界能源研究的热点之一[1-2].Curtis[3]定义了现代页岩气的概念,指出吸附作用是页岩气聚集的基本方式之一,吸附气含量可占页岩气总含量的20%~85%.张金川等[4]认为页岩气是主体上以吸

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