Molecular dynamics simulations of interfacial properties of the CO2–water and CO2–CH4–water systems

甲烷 笼状水合物 化学 单层 分子动力学 范德瓦尔斯力 吸附 二氧化碳 表面张力 化学物理 静水压力 分子 热力学 水合物 物理化学 有机化学 计算化学 生物化学 物理
作者
Parisa Naeiji,Tom K. Woo,Saman Alavi,Ryo Ohmura
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:153 (4): 044701-044701 被引量:38
标识
DOI:10.1063/5.0008114
摘要

Molecular dynamics simulations were performed to study the interfacial behavior of the pure carbon dioxide–water system and a binary 40:60 mol. % gas mixture of (carbon dioxide + methane)–water at the temperatures of 275.15 K and 298.15 K and pressures near 4 MPa for CO2 and up to 10 MPa for methane. The simulations are used to study the dynamic equilibrium of the gases at the water–gas interface, to determine the z-density profiles for the gases and water, and calculate the interfacial tension γ under the different temperature/pressure conditions close to those of the formation of clathrate hydrates of these gases. At the same hydrostatic gas phase pressure, the CO2–water interface has a lower interfacial tension than the CH4–water interface. A greater number of CO2 molecules, as much as three times more than methane at the same pressure, were adsorbed at the interfacial layer, which reflects the stronger electrostatic quadrupolar and van der Waals interactions between CO2 and water molecules at the interface. The water surfaces are covered by less than a monolayer of gas even when the pressure of the system goes near the saturation pressure of CO2. The surface adsorbed molecules are in dynamic equilibrium with the bulk gas and with exchange between the gas and interface regions occurring repeatedly within the timescale of the simulations. The effects of the changes in the CO2–water interfacial tension with external temperature and pressure conditions on the formation of the clathrate hydrates and other CO2 capture and sequestration processes are discussed.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
打打应助Viper333采纳,获得10
刚刚
史若耘发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
彭于晏应助CD采纳,获得10
1秒前
eric888应助眼睛大的可乐采纳,获得100
1秒前
犄角旮旯发布了新的文献求助20
2秒前
sweet发布了新的文献求助10
3秒前
善学以致用应助ll采纳,获得10
3秒前
hk完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
米宝完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
6秒前
Yuchen发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
无花果应助yu采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
深情安青应助kk2采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
cjdsb发布了新的文献求助10
10秒前
乘方完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
噜啦噜啦咧完成签到,获得积分10
11秒前
彭于晏应助kinsley采纳,获得30
12秒前
尼萌萌发布了新的文献求助20
12秒前
13秒前
455发布了新的文献求助10
13秒前
scq发布了新的文献求助10
14秒前
Aalzt1完成签到 ,获得积分10
14秒前
小爱发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
情怀应助yyl采纳,获得10
15秒前
AX完成签到,获得积分10
15秒前
慕容松完成签到,获得积分10
16秒前
今后应助KYT采纳,获得30
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 1600
Decentring Leadership 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Intentional optical interference with precision weapons (in Russian) Преднамеренные оптические помехи высокоточному оружию 1000
Atlas of Anatomy 5th original digital 2025的PDF高清电子版(非压缩版,大小约400-600兆,能更大就更好了) 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 细胞生物学 基因 电极 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6184493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8011805
关于积分的说明 16664417
捐赠科研通 5283728
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2816597
邀请新用户注册赠送积分活动 1796376
关于科研通互助平台的介绍 1660922