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《吉林大学》 2008年
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有机分子在分子筛中的吸附和扩散过程的计算机模拟

张国  
【摘要】: 计算机模拟作为一种有效的方法广泛用于固体材料,尤其是微孔材料的研究中,在结构、热力学、吸附分离和催化等性质的研究中取得巨大成功。本文采用了蒙特卡罗和动力学方法研究了有机分子在MOR和MCM-22分子筛中的吸附和扩散行为。并得到如下结果: 1.通过分子模拟得到了噻吩在MOR分子筛中的吸附等温线和吸附热。温度和压力影响吸附等温线,但对吸附热影响较小。对于噻吩和异辛烷的二元混合物,噻吩在MOR分子筛中的吸附能力明显高于异辛烷,说明二元混合物可通过MOR分子筛分离开来。 2.噻吩在MCM-22分子筛十元环和超笼中都可以吸附,异辛烷主要吸附在超笼中,温度和压力对其吸附量和吸附位有影响,但对吸附热影响不大。二元混合物间存在竞争吸附,噻吩在MCM-22分子筛中的吸附能力明显大于异辛烷。动力学模拟发现在超笼中异辛烷的扩散速度高于噻吩分子,这与蒙特卡罗模拟结果相对应。因此通过MCM-22分子筛可以将两者很好的分离开来。 3.噻吩和苯分子单纯物质在MCM-22分子筛中吸附趋势基本相同,都可以在MCM-22两个独立孔道中吸附,并且扩散主要发生在超笼中。两者的二元混合物存在竞争吸附,噻吩的吸附能力高于苯分子。因此可以通过MCM-22分子筛将两者分离。 4. 1-丁烯和正丁烷在MCM-22分子筛两个独立孔道中都可以吸附,并优先吸附在十元环孔道和超笼的底部和顶部;动力学模拟结果显示扩散主要发生在超笼的孔道系统中。1-丁烯和正丁烷在MCM-22分子筛中的催化反应主要发生在十元环孔道和超笼的底部和顶部。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O647.31

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