不同管径碳纳米管中CO 2 /CH 4 分离的分子模拟

生物甲烷路线在CO 2 减排和节能方面有很大的应用前景。而对生物沼气的分离是此路线的一个关键问题，特别是在60℃和0.1 MPa下。巨正则Monte Carlo（GCMC）和平衡分子动力学（EMD）的分子模拟方法研究CO 2 和CH 4 在不同管径的碳纳米管（CNT）中的吸附和扩散，可以从分子层面研究生物沼气的分离机理。分别计算了CO 2 /CH 4 二元混合物吸附量、吸附选择性、自扩散系数和渗透选择性等参数。模拟结果表明：由于碳管的受限空间和CO 2 与碳纳米管壁面分子之间强相互作用，导致二元等物质的量的混合物CO 2 /CH 4 的吸附量和扩散系数的差异。CO 2 的吸附量和自扩散系数都比CH 4 的大。渗透选择性在碳管管径达到最接近1 nm时达到最大值，此时混合物的分离过程是吸附控制，而非扩散控制。