狭缝孔内甲烷蒸汽重整化学平衡的分子模拟

采用反应蒙特卡罗方法研究了狭缝孔内甲烷蒸汽重整反应的化学平衡.模拟中将CH4,CO和H2均描述成球形LJ分子,H2O和CO2分子的势能分别采用TIP4P和EMP2模型计算.狭缝孔壁与LJ点位之间的相互作用采用Steele的10-4-3模型计算.由于没有狭缝孔内该反应的实验数据,因此比较了用经典热力学预测与RCMC方法得到的主体相平衡组成.两种方法得到的结果比较吻合,表明采用RCMC方法预测孔内的化学平衡是可靠的.讨论了其它工艺条件对孔内化学平衡的影响.

水在Na_nZSM-5型分子筛中吸附的研究:分子模拟

利用分子动力学(MD)模拟退火的方法和巨正则系综MonteCarlo模拟方法(GCMC)研究了水在NanZSM-5型分子筛中的吸附行为,计算结果与文献中报道的实验结果吻合较好.在此基础上,进一步预测了水在不同硅铝比的NanZSM-5型分子筛中的吸附性质,计算结果显示:分子筛骨架上的硅铝比会显著影响水分子的吸附量和吸附等温线,随着硅铝比的降低,水的吸附量增加;水分子的吸附位置是在钠离子和铝原子的周围,平均每个钠离子周围吸附4个水分子,而当水的吸附量增大时,水分子与分子筛骨架上的氧原子之间发生了氢键作用;在吸附量相同的条件下,水的吸附热随着硅铝比的降低而升高.

适于天然气原位转化的催化剂研究

本文提出了利用深水天然气开采现场甲烷的氧化制备甲醇,以降低天然气资源的开采和运输成本。研究了适合于天然气原位转化的催化剂,得到ZSM-5分子筛负载的氧化铜纳米催化剂。该催化剂显示了很好的低温催化性能,使甲烷直接氧化为甲醇,甲醇的选择性和产率高达100%和31.5%。该催化剂有望用于深水资源开采中天然气的原位转化。

水化镁基蒙脱石的分子动力学模拟

利用分子动力学 (MD)模拟了 3 0 0K时镁基蒙脱石 (粘土 )层间水和镁离子的结构和动力学性质 .模拟结果显示水在粘土层间分为二层 ,只有一小部分水被粘土表面吸附 ,与粘土结构中的羟基形成氢键 ,不同分布位置的水处于动态平衡 .层间水分子氢键配位数比普通水少 2 4%左右 ,水在粘土中自扩散系数D =5 3 5 5× 10 -10 m2 ·s-1,约为主体相水的 1/4 .镁离子在粘土层间形成一层 ,其与水分子配位数约为 6.进一步讨论了温度对粘土层中水的结构和动力学性质的影响 .随着温度升高 ,水层的局部密度 ρ(z)降低 ,水在XY方向的扩散系数不断增大 .当温度达到 60 0K后 ,层间水分子间的氢键断裂 ,与超临界状态下水的结构相似 ,层间水的扩散系数达最大值 ,温度进一步升至 70 0K时 ,其值基本无变化 .

HZSM-5中水吸附行为的实验与分子模拟(英文)

利用智能重量分析仪(IGA—003,HIDEN)测定了298K条件下水蒸汽在HZSM-5型分子筛中的吸附等温线。并采用巨正则系综Monte Carlo模拟方法(GCMC)研究了水在HZSM—5型分子筛中的吸附等温线,计算结果与实验结果吻合较好。分子模拟计算得到的水分子的微观吸附性质表明水分子吸附在氢离子和铝原子的周围,这是因为水分子是极性分子,分子筛上的氢在库仑力的作用下会与水分子发生强的相互作用,并导致分子筛骨架上的硅铝比与水分子的吸附量之间存在线性关系。计算结果还表明水的吸附热与H_2O/Al之间存在线性关系。