分子篩晶內(nèi)吸附和擴(kuò)散的模型化研究.pdf

1、該文主要以擇型催化為應(yīng)用背景,開展了兩方面工作:一部分工作是分子篩晶內(nèi)擴(kuò)散的宏觀熱力學(xué)模型研究,并提出預(yù)測晶內(nèi)擴(kuò)散的活化能、預(yù)報擴(kuò)散系數(shù)的新方法;另一部分工作是采用分子模擬方法,開展分子篩晶內(nèi)吸附的Monte Carlo模擬研究工作.首先針對烴類在分子篩催化劑內(nèi)的擴(kuò)散進(jìn)行研究.收集了近年來發(fā)表的烴類擴(kuò)散質(zhì)在ZSM-5分子篩中的大量擴(kuò)散活化能和擴(kuò)散系數(shù)實(shí)驗數(shù)據(jù),基于此對廣為引用的Xiao和Wei的GT擴(kuò)散系數(shù)模型進(jìn)行了評估和分析.接下來是

2、從目前常用的分子模擬方法去模擬分子在分子篩里面的吸附行為,在文章的第三章主要介紹分子模擬原理和方法,同時用簡單分子的相平衡對分子模擬的可靠性進(jìn)行了檢驗.由于在分子模擬中要涉及到隨機(jī)抽樣,其隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的優(yōu)劣直接會影響到模擬效果.在第四章中針對目前隨機(jī)數(shù)發(fā)生器存在的缺陷,開發(fā)了一套新的隨機(jī)數(shù)生成的新方法——超素數(shù)法,同時給出了相關(guān)證明和推導(dǎo).在此基礎(chǔ)上,又開發(fā)了兩種更為優(yōu)良的方法:優(yōu)選乘子算法和超素數(shù)長周期算法,并且從統(tǒng)計性能方面進(jìn)行了比

3、較,其效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)算法.在文章的最后,用GCMC方法模擬了N<,2>在5A分子篩中的吸附情況,并且和文獻(xiàn)報道的試驗值進(jìn)行了比較,得到了較為理想的結(jié)果,另外還通過截面的吸附情況分析了在5A分子篩里面的吸附能力分布.然而在石油化工中關(guān)心的基本上是長鏈烷烴以及芳香烴的反應(yīng),同時ZSM-5具有優(yōu)良的分子選擇特性,因此成為眾多石油化工廠反應(yīng)的催化劑.然而對于有強(qiáng)烈內(nèi)部作用的長鏈分子,常用的GCMC方法模擬可能效率不是很好,因為鏈狀分子的其中一