隨著社會的發(fā)展能源消耗量也不斷增長,特別是化石燃料的消耗量逐年增加,揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的排放嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境和人們的身體健康。在眾多VOCs處理方法中,活性炭吸附方法由于其高效低能耗的特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。近年來,研究者們對碳材料的吸附分離性能進(jìn)行了一系列實(shí)驗和模擬研究,其中,分子模擬技術(shù)被廣泛應(yīng)用于模擬活性炭吸附VOCs。在前人構(gòu)建的模型理論基礎(chǔ)之上,本課題運(yùn)用分子模擬的巨正則蒙特卡洛、分子動力學(xué)等計算手段研究了具有不同孔徑(0.902nm,1.997nm,3.000nm和4.000nm)和不同官能團(tuán)(羧基、羥基、氨基和氫)的碳材料對VOCs的吸附性能。首先,將活性炭吸附氮?dú)夂图淄榈姆肿幽M數(shù)據(jù)與實(shí)驗數(shù)據(jù)和理想溶液吸附理論(IAST)計算數(shù)據(jù)相對比,驗證模型和模擬方法的合理性、準(zhǔn)確性。結(jié)果顯示,模擬得到的吸附等溫線與實(shí)驗數(shù)據(jù)基本吻合,氮?dú)夂图淄榛旌象w系的分離系數(shù)與IAST計算結(jié)果相一致,證明了分子模型和模擬方法的可靠性和準(zhǔn)確性。之后,對VOCs的吸附等溫線、分布密度、毛細(xì)凝聚現(xiàn)象、擴(kuò)散系數(shù)、活性炭模型的有效容積以及分子間相互作用能進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明,孔徑越大,苯、甲苯和丙...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1活性炭狹縫孔模型

第2章模型的建立與分子模擬方法選擇172.在計算范圍內(nèi)隨機(jī)移動一個粒子的概率為：=min[1,expΔ](2-7)3.在計算范圍內(nèi)隨機(jī)刪掉一個粒子的概率為：=min{1,3expΔ}(2-8)2.3模型的建立與模擬細(xì)節(jié)2.3.1吸附質(zhì)和吸附劑的分子模型在近年來研究中，活性炭模型也....

圖2-2揮發(fā)性有機(jī)物（苯、甲苯、丙酮和甲醇）分子模型

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文18為了能夠研究不同官能團(tuán)對揮發(fā)性有機(jī)化合物吸附性能的影響，我們還在活性炭模型表面加入了氫（H-），羥基（OH-），氨基（NH2-）和羧基（COOH-）四種不同的官能團(tuán)進(jìn)行模擬研究。為了方便對比不同官能團(tuán)的效果，我們將加入的官能團(tuán)密度均控制在每克活性炭中加入1....

圖3-1氮?dú)馕降葴鼐�模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗數(shù)據(jù)（Sim：模擬值，F(xiàn)it：擬合曲線）

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文223.2模擬結(jié)果對比3.2.1單組分吸附等溫線模擬結(jié)果如圖所示，展示了不同孔徑下的吸附等溫線模擬數(shù)據(jù)以及通過langmuir吸附等溫線方程擬合得到的吸附等溫線。Langmuir方程如下=1+(3-1)其中q，qm分別表示平衡吸附量以及飽和吸附量數(shù)據(jù)參數(shù)，b為....

圖3-2甲烷吸附等溫線的模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗數(shù)據(jù)（Sim：模擬值，F(xiàn)it：擬合曲線）

第3章分子模型與模擬方法驗真23圖3-2甲烷吸附等溫線的模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗數(shù)據(jù)（Sim：模擬值，F(xiàn)it：擬合曲線）Figure3-2Simulationdataandexperimentaldataofmethaneadsorptionisotherm(Sim:simulatedva....

本文編號：3938913