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Study of the adsorption mechanisms of NH3, H2S and SO2 on sepiolite using molecular dynamics simulations

海泡石 吸附 分子 分子动力学 扩散 化学 物理化学 化学工程 材料科学 化学物理 计算化学 热力学 有机化学 物理 工程类 原材料
作者
Ji Zhou,Zuozhang Wang,Ana C. S. Alcântara,Yanhuai Ding
出处
期刊:Clay Minerals [Cambridge University Press]
卷期号:58 (1): 1-6 被引量:5
标识
DOI:10.1180/clm.2022.22
摘要

Abstract The adsorption mechanisms of hazardous gas molecules such as NH 3 , H 2 S and SO 2 on sepiolite have not yet been elucidated. Therefore, molecular dynamics (MD) simulations were employed to investigate the adsorption behaviour of sepiolite towards NH 3 , H 2 S and SO 2 . A calculation model for sepiolite containing structural and zeolitic water molecules was constructed in this study. The adsorption sites and molecular configurations of the hazardous gases in the sepiolite channels were studied. The radial distribution function was employed to evaluate the interactions between the gas molecules and sepiolite. The results show that the order of adsorption capacity of sepiolite for the gases is as follows: SO 2 > H 2 S > NH 3 . These three types of gas molecules absorbed in the channel nanopores of sepiolite exhibit different atomic configurations. The diffusion coefficients of the gas molecules in the channels decreased in the following order: NH 3 > H 2 S > SO 2 . In addition, the diffusion coefficients were affected significantly by the ratio of the number of gas/water molecules. This study provides new perspectives for understanding the molecular processes responsible for the adsorption properties of sepiolite.
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