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陀螺状纳米多孔碳——基于计算机模拟探究其吸附与分离特性

介观与纳米尺度物理 2016-03-08 v1 软凝聚态物质

摘要

使用超并行回火蒙特卡洛模拟技术,首次研究了陀螺状纳米多孔碳(GNCs)——一类新型奇异纳米碳材料——的吸附和分离特性。GNC模型的孔结构通过Bhattacharya和Gubbins提出的方法评估。所有研究的结构均为严格微孔。接下来,基于吸附等温线、焓图、亨利常数值、αs\alpha_{s}和吸附势分布图的分析,描述了Ar吸附机制。得出结论:在孔径约0.8 nm以下,初级微孔填充过程占主导。对于具有较大微孔的结构,观察到初级和次级微孔填充机制。最后,讨论了GNC对CO2_2/CH4_4、CO2_2/N2_2和CH4_4/N2_2混合物的分离特性,并与虚拟多孔碳模型的分离特性进行比较。GNC可被视为气体混合物分离的潜在吸附剂,其分离效率与具有相似孔径的活性炭相似甚至更高。

关键词

引用

@article{arxiv.1603.02161,
  title  = {Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations},
  author = {S. Furmaniak and P. A. Gauden and A. P. Terzyk and P. Kowalczyk},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.02161},
  year   = {2016}
}

备注

14 pages, 10 figures