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超临界反应体系在MCM-22中及苯在碳纳米管中的吸附与扩散的分子模拟

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北京化工大学学位论文原创性声明

第一章限定空间内流体吸附以及扩散的分子模拟

1.1前言

1.2计算机分子模拟方法

1.2.1MC方法的特点

1.2.2巨正则MC法(GCMC)

1.2.3分子动力学方法(Molecular dynamics,MD)

1.3限定空间中流体的吸附和扩散的研究综述

1.3.1狭缝状孔

1.3.2圆柱状孔

1.3.3层柱状孔

1.3.4分子筛微孔

参考文献

第二章轻烃以及苯-丙烯体系在MCM-22型分子筛中的分子模拟

2.1前言

2.2 MCM-22型分子筛与吸附质分子模型的搭建

2.3轻烃在MCM-22型分子筛中的分子模拟

2.3.1力场及参数

2.3.2 Monte Carlo模拟

2.3.3在MCM-22中轻烃纯组分的吸附

2.3.4混合组分的吸附

2.3.5结论

2.4苯-丙烯超临界体系在MCM-22分子筛中吸附和扩散的计算机模拟

2.4.1前言

2.4.2力场及参数

2.4.3模拟方法

2.4.4体系的临界点的确定

2.4.6结论

参考文献

第三章苯在纳米碳管中的计算机模拟

3.1前言

3.2单壁纳米碳管束(SWNTs)模型与苯分子模型的搭建

3.3苯在纳米碳管中的分子模拟

3.3.1力场及参数

3.3.2GCMC模拟

3.3.3碳管对内部的苯分子的限制作用

3.4结论

参考文献

致谢

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摘要

该论文由两部分内容组成,即超临界烷基化反应体系和轻烃在MCM-22型分子筛中吸附和扩散行为的分子模拟,以及纳米碳管中的芳香烃化合物吸附和动力学行为的分子模拟.该文主要选择两种介孔材料作为研究对象,即在化学工业中被广泛应用的分子筛MCM-22以及准一维材料单壁碳纳米管(SWNTs).分于筛方面工作主要针对烷基化反应相关内容进行展开;碳纳米管方面工作主要研究其在不同管径条件下对内部流体的限制作用,以及由此而引起的吸附和扩散现象.该工作在MCM-22型分子筛的模拟计算中,用巨正则MonteCarlo方法,采用全原子力场,模拟了纯的以及混合的轻烃化合物在其内部的吸附量、吸附热、以及选择性情况.得到的结果与该文通过理想吸附溶液理论(IdealAdsorbedSolution)所计算的结果进行了比较,同时还与其他纯硅材料的实验及模拟数据进行了比较.结果表明,轻烃的双组分混合物在MCM-22型分子筛中的选择性普遍优于其他纯硅材料;甲烷-乙烷体系、甲烷-丙烷体系在MCM-22型分子筛中基本上属于理想吸附行为.

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