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水在NanZSM-5型分子筛中吸附的研究:分子模拟
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京化工大学化学工程学院,纳米材料先进制备技术与应用科学教育部重点实验室,分子与材料模拟研究室,北京100029, [2]中国石化上海石油化工研究院,上海201208
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划(G2003CB615807)、国家自然科学基金(20476004)、中石化研究项目(X504023)资助
中文摘要:

利用分子动力学(MD)模拟退火的方法和巨正则系综Monte Carlo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.

英文摘要:

Molecular dynamic (MD) quench method and grand canonical Monte Carlo method (GCMC) are used to study the adsorption of water on NanZSM-5 type zeolite. The simulated adsorption isotherm is in good agreement with the experimental data reported in literatures. Based on these facts, adsorption of water on NanSM-5 with various nS/nAl ratios is predicted. The simulation results indicate that nS/nAl ratio of zeolite framework affects the water adsorption and adsorption isotherms greatly and the adsorption amount decreases as the nS/nAl ratio increases, which can be explained by that the atomic charge of Na^+ cation would influence greatly the polar water molecules due to the Coulomb force. The adsorbed water molecules are located around Na cations and Al atoms on the zeolite framework and the average number around Na cation and Al atom is four at lower loading. However, there are hydrogen bonds between the adsorbed water molecules and the oxygen atoms on the zeolite frameworks at higher loading. At the same loading, the isosteric heat decreases as the nS/nAl ratio increases.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781