沸石类咪唑骨架材料吸附分离天然气的分子模拟

• 作者: 周之雯 周怡然 施帆 郭海超 马正飞
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 巨正则蒙特卡洛模拟 天然气分离 沸石类咪唑骨架
• 年，卷（期）: 2013,（17）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 411-418
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.176802

摘要

采用巨正则蒙特卡洛方法研究C2H6, CO2和CH4三种气体在两种沸石类咪唑骨架材料(ZIF)--ZIF-2和ZIF-71中的吸附与分离性能.考察了C2H6, CO2和CH4三种气体在ZIF-2和ZIF-71中的单组分吸附等温线、吸附热；C2H6-CH4, CO2-CH4与C2H6-CO2等摩尔二元混合物的分离；以及C2H6-CO2-CH4三元体系的分离性能.研究结果表明：低压下不同气体的吸附量大小与其吸附热关系紧密；而高压下因有限的孔空间,尺寸较小的气体分子吸附量增长趋向更快；多组分吸附分离中,低压下能量效应通常占据主导, ZIF优先吸附作用力较强的组分；高压下堆积效应影响显著, ZIF会优先吸附尺寸较小的组分. ZIF-2和ZIF-71对这3种二元体系的分离性能良好.对于三元混合物吸附分离,在常温下3000-4000 kPa范围内, ZIF-2具有良好的天然气净化性能,可有效地分离出天然气中的C2H6和CO2.