煤表面分子对甲烷吸附力场研究

【摘要】：采用密度泛函理论DFT方法,建立煤大分子骨架模型,并以范德华力作用半径为边界条件,构建煤大分子对CH_4分子吸附的量子动力学模型,在6-311G++基组上对煤大分子骨架模型和吸附模型结构进行优化,通过密立根电荷量分析了煤大分子表面的吸附空位,以及甲烷气体分子从游离态到吸附态的物理结构和特性变化。研究结果表明,煤表面分子和甲烷分子之间的吸附力场主要是静电场,甲烷分子在吸附过程中被极化,产生电偶极矩,C-H分子键长增大,吸附质和吸附剂之间的范德华力主要是诱导力和色散力以及甲烷分子被极化后的取向力,煤大分子表面的吸附空位可以通过煤大分子中各原子的密立根电荷量分析定量确定,通过模型结构优化发现,同一吸附空位可以对应多种甲烷分子吸附平衡结构,煤对甲烷分子的吸附为多分子层吸附。 【作者单位】： 西安科技大学理学院;
【关键词】： 密度泛函 吸附模型 平衡结构 密立根电荷
【分类号】：TD712
【正文快照】： _ 架模型[12],采用量子化学密度泛函(DFT)理论计‘5 算方法,在6-311G++基组上,对煤的大分子骨中国煤矿多为高瓦斯矿,煤层中赋存的瓦斯 架模型进行结构优化,模型的化学基本结构单元通常吸附瓦斯量占80%-90%,游离瓦斯量仅占 的建立由Gauss View完成,计算采用GaussiantB完10%~20%

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