Адсорбция газов, паров и их смесей на микропористых углеродных адсорбентах по данным молекулярно-динамических расчётов

• Автор: Анучин, Константин Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Моделирование адсорбции в цилиндрической поре.

1.2. Моделирование адсорбции смесей в норах

.3. Модели пористого пространства углей, используемые в численном

моделировании адсорбции

1.4. Метод молекулярной динамики.

1.5 Потенциалы взаимодействия в молекулярной динамике

1.6. Теория объмного заполнения микропор

1.7. Корреляционные функции

1.8. Экспериментальные методы определения структуры жидких спиртов
1.9. Методы компьютерного моделирования структуры спиртов
1 Теория графов
Выводы из литературного обзора.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧТА ИЗО ГЕРМ АДСОРБЦИИ СМЕСЕЙ И ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ.
2.1. Расчт изотерм адсорбции индивидуальных веществ.
2.1.1. Методика численного эксперимента
2.1.2. Полученные результаты и их обсуждение.
2.2. Расчт тенлот дсорбции
2.3. Расчт изотерм адсорбции жидких и газообразных смесей.
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА АДСОРБИРОВАННОГО БЕНЗОЛА И ТОПОЛОГИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ НАНОСТРУКТУР АДСОРБИРОВАННОГО И ЖИДКОГО ЭТАНОЛА.
3.1. Методика численного эксперимента
3.2. Полученные результаты и их обсуждение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основные результаты работы были представлены на Всероссийских симпозиумах по адсорбции, проводившихся Научным советом РАН по физической химии в годах Всероссийском семинаре Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции, Плес, г. XIV Симпозиуме но межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул. Челябинск. Международном симпозиуме но сорбции и экстракции. Владивосток, г. Международной конференции Сорбенты как фактор качества жизни и здоровья, Белгород, г. XVII Международной конференции по химической термодинамике в г. Казань 5ой международной конференции Физика жидкостей современные проблемы, г. Петрозаводск, года Всероссийской конференции Нано и супрамолекулярная хичя в сорбционных и ионообменных процессах, Белгород, г. В году на конференции молодых учных ИФХЭ РАН работа была отмечена именной премией П. Публикации. По результатам диссертационной работы было опубликовано 5 статей в русских научных журналах входящих в перечень вак и тезиса докладов на различных конференциях и симпозиумах. Структура и объм работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 2ух глав описания расчтов и обсуждения полученных результатов, списка цитируемой литературы из 5 наименований. Работа изложена на 4 страницах и включает рисунков и таблиц. ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Поскольку, наша работа посвящена разработке численных методов расчета изотерм адсорбции на микропористых активных углях, а также методов анализа структуры адсорбатов в микропорах, проанализируем работы, в которых, с помощью всего арсенала используемых в статистической термодинамике численных методов молекулярной динамики МД и метода МонтеКарло МК для различных ансамблей, теории функционала плотности ОРТ и других изучалась адсорбция в пористых телах. Прежде всего, отметим, что работ посвященных расчету изотерм адсорбции немного. В основном расчты проводятся для бесконечных или полу бесконечных пор, для которых затруднительно выбрать границу раздела фаз адсорбент газовая фаза, либо производится построение геометрии реального адсорбента и качественный анализ процессов межфазового перехода в относительно широких порах, где в отличие от микропор такие процессы возможны. Полученные таким образом данные, зачастую, невозможно сравнивать с экспериментом, а качественные исследования крайне не информативны. В этом обзоре мы не будем касаться работ, в которых исследуется влияние на адсорбцию химической гетерогенности поверхности т. Вначале отметим статьи, посвященные обзору работ по обозначенной выше тематике. Наиболее полной на сегодняшний момент является статья 1, содержащая обзор работ, вышедших до года включительно. Обзор старых работ, не включенных в 1, можно найти в 25. Обзор текущего состояния практического использования адсорбции и теории адсорбции дан в работе 7. Моделирование адсорбции в гладких цилиндрических порах относительно большого диаметра с очень слабым адсорбционным полем было проведено в работах 8. МК для большого канонического ансамбля и МД. Энергия взаимодействия флюидпора в этих работах была получена в рамках континуальной модели, значения параметров, использованных в потенциале двухчастичного взаимодействия, соответствовали системе аргонтвердый диоксид углерода. В результате было получено очень слабое адсорбционное поле с глубиной потенциальной ямы около 23 кДжмоль оценки энергии адсорбции аргона на оксидах и сажах порядка кДжмоль , которое обусловило то, что заполнение поры флюидом с плотностью, близкой к плотности объемной жидкой фазы, капиллярная конденсация происходит при давлениях много меньших, чем давления, необходимые для образования монослоя на стенке поры. Анализ фазовой диаграммы системы аргон в цилиндрической поре из твердого диоксида углерода показывает сильную зависимость критической температуры капиллярной конденсации от радиуса поры. В была рассмотрена система с гораздо более сильным адсорбционным полем аргон в графитовой цилиндрической поре, для которой было получено обилие фазовых переходов. При низких давлениях на стенке поры образуется монослой, для которого были найдены непрерывный переход газжидкость и слабый переход первого рода жидкостьтвердое тело.