二氧化碳在高岭石孔隙中吸附的分子模拟

左骁遥¹，房晓红^1,2，曾凡桂^1,3

1. 太原理工大学地球科学与工程系2. 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室3. 太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室

摘 要：为了研究二氧化碳在高岭石孔隙中的吸附行为,应用Materials Studio软件,通过巨正则蒙特卡洛和分子动力学模拟方法,对2 nm、5 nm以及8 nm的高岭石孔隙在0.25 km到2.5 km范围内每间隔为0.25 km的埋深下对于二氧化碳的吸附作用进行了研究。研究结果为:随着高岭石孔径的增大,二氧化碳的吸附量增大,等量吸附热减小,而随着埋深的增大,二氧化碳的吸附量以及等量吸附热减小,吸附量和等量吸附热在埋深为0.75 km时达到最大。等量吸附热均小于42 kJ/moL,表明二氧化碳在高岭石孔隙中的吸附为物理吸附。二氧化碳分子在靠近壁面的位置出现三个吸附峰,由靠近壁面的位置往孔隙内部分别是主要吸附层、次要吸附层以及游离层。

关键词：高岭石孔隙;二氧化碳;吸附;埋深;孔径;