CH4,CO2和N2多组分气体在煤分子中吸附热力学特性的分子模拟

摘要：

为进一步明确煤分子吸附多组分气体的热力学机制,应用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法,从热力学角度研究了不同温度下等比例CH4,CO2,N2多组分气体在煤分子模型中的吸附行为.研究表明:在晶胞内CH4呈点状分布,CO2呈簇状分布,N2呈带状分布;3种气体的吸附量、吸附热、吸附熵关系均为CO2 ＞CH4 ＞N2,吸附势能CO2＜CH4＜N2;吸附量与吸附热呈线性正相关关系,吸附热与温度无明显关系;煤分子吸附CH4,N2,CO2的吸附势能与其吸附量成反比,吸附势能不仅受煤分子表面自由粒子色散力影响,也受吸附焓和吸附熵的影响;相同条件下,3种气体的吸附熵与吸附量和温度均呈负相关关系;吸附热力学参数能用来表征煤分子的吸附特性,从热力学角度证实煤分子吸附CO2优于CH4和N2.

关键词：分子模拟、吸附热、多组分气体、吸附势能、吸附熵

所属期刊栏目：43

分类号：TD712;TQ533(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金重点资助项目51734007;国家自然科学基金资助项目51674192,51604220

在线出版日期：2018-12-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2476-2483