当前位置:主页 > 科技论文 > 安全工程论文 >

煤表面分子对甲烷吸附力场研究

发布时间:2018-07-08 08:48

  本文选题:密度泛函 + 吸附模型 ; 参考:《西安科技大学学报》2015年01期


【摘要】:采用密度泛函理论DFT方法,建立煤大分子骨架模型,并以范德华力作用半径为边界条件,构建煤大分子对CH_4分子吸附的量子动力学模型,在6-311G++基组上对煤大分子骨架模型和吸附模型结构进行优化,通过密立根电荷量分析了煤大分子表面的吸附空位,以及甲烷气体分子从游离态到吸附态的物理结构和特性变化。研究结果表明,煤表面分子和甲烷分子之间的吸附力场主要是静电场,甲烷分子在吸附过程中被极化,产生电偶极矩,C-H分子键长增大,吸附质和吸附剂之间的范德华力主要是诱导力和色散力以及甲烷分子被极化后的取向力,煤大分子表面的吸附空位可以通过煤大分子中各原子的密立根电荷量分析定量确定,通过模型结构优化发现,同一吸附空位可以对应多种甲烷分子吸附平衡结构,煤对甲烷分子的吸附为多分子层吸附。
[Abstract]:Based on density functional theory (DFT) method, the coal macromolecular skeleton model is established, and the quantum dynamics model for the adsorption of CH4 molecules by coal macromolecules is constructed using van der Waals force radius as the boundary condition. The structure of coal macromolecular skeleton model and adsorption model were optimized on 6-311G basis set. The adsorption vacancy on coal macromolecule surface and the physical structure and characteristics of methane gas molecule from free state to adsorbed state were analyzed by the charge quantity of Milliken. The results show that the adsorption force field between coal surface molecules and methane molecules is mainly electrostatic field, methane molecules are polarized during the adsorption process, resulting in the increase of C-H molecular bond length. The van der Waals force between adsorbents and adsorbents is mainly induced force, dispersion force and the orientation force of methane molecule after polarization. The adsorption vacancy on the surface of coal macromolecule can be quantitatively determined by the analysis of the atomic charge quantity of each atom in the coal macromolecule. Through the optimization of the model structure, it is found that the same adsorption vacancy can correspond to a variety of methane molecular adsorption equilibrium structures, and the adsorption of coal to methane molecule is multimolecular layer adsorption.
【作者单位】: 西安科技大学理学院;
【分类号】:TD712

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 刘保县;熊德国;鲜学福;;电场对煤瓦斯吸附渗流特性的影响[J];重庆大学学报(自然科学版);2006年02期

2 姜永东;鲜学福;易俊;刘占芳;郭臣业;;声震法促进煤中甲烷气解吸规律的实验及机理[J];煤炭学报;2008年06期

3 聂百胜,何学秋,王恩元,张力;电磁场影响煤层甲烷吸附的机理研究[J];天然气工业;2004年10期

4 曾社教;马东民;王鹏刚;;温度变化对煤层气解吸效果的影响[J];西安科技大学学报;2009年04期

5 易俊,姜永东,鲜学福;在交变电场声场作用下煤解吸吸附瓦斯特性分析[J];中国矿业;2005年05期

6 赵勇;李树刚;潘宏宇;;低频振动对煤解吸吸附瓦斯特性分析[J];西安科技大学学报;2012年06期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期

2 蔡如法;童校长;;穿层钻孔掏穴增透强化抽采瓦斯技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期

3 李效军;王立功;;刘桥一矿瓦斯地质规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期

4 禹业挺;余陶;邓中;肖峻峰;;突出煤层穿层钻孔增透强化抽采瓦斯消突效果研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年06期

5 王庆国;;瓦斯隧道煤系地层揭煤施工技术探讨[J];重庆建筑;2010年06期

6 陈同俊;崔若飞;刘恩儒;;构造煤AVO特征及正演模拟研究[J];地球物理学进展;2008年05期

7 彭守建;许江;陶云奇;程明俊;;地球物理场中煤岩瓦斯渗流研究现状及展望[J];地球物理学进展;2009年02期

8 张贝贝;代世峰;雒洋冰;宋宪存;;河北开滦矿区晚古生代煤对CH_4/CO_2二元气体等温解吸特性[J];地质论评;2010年05期

9 杨新乐;张永利;;气固耦合作用下温度对煤瓦斯渗透率影响规律的实验研究[J];地质力学学报;2008年04期

10 代世峰;张贝贝;彭苏萍;张小东;CHOU Chenlin;;河北开滦矿区晚古生代煤对CO_2和CH_4气体吸附模型探讨[J];地质学报;2009年05期

相关会议论文 前10条

1 周新良;罗文柯;刘寿兰;陈小辉;;顺层长钻孔抽采瓦斯抽采半径数值法与钻孔负压法的对比分析研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年

2 毛飞;唐建新;赵宁德;李志强;陈久福;;重庆地区煤体孔和裂隙特征与特低渗透的关系[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年

3 梁冰;陈天宇;孙维吉;;复杂地质条件煤层气藏井间干扰对井网布置的影响[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年

4 常先隐;;远距离下保护层开采瓦斯治理效果分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年

5 李高帅;李晓泉;蔡波;;突出煤样与非突出煤样三轴压缩试验研究[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年

6 王双明;高新民;范立民;;陕西省煤层气资源及开发前景[A];高产高效煤矿建设的地质保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集·2009[C];2009年

7 王社荣;李振林;;象山矿井5煤层综掘面底板水与瓦斯治理[A];高产高效煤矿建设的地质保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集·2009[C];2009年

8 周林锋;张家文;;高位钻孔抽放技术在高瓦斯回采工作面中的应用[A];全国煤矿井下安全避险及瓦斯治理技术理论与实践[C];2011年

9 孙景来;贾东旭;刘德国;;煤层渗透性系数的研究[A];全国煤矿井下安全避险及瓦斯治理技术理论与实践[C];2011年

10 刘路明;鲜晓东;姜永东;梁山;;用于煤层气流动特性研究的实验装置设计[A];2007'仪表,,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年

相关博士学位论文 前10条

1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年

2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年

3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年

4 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

5 刘超;采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D];大连理工大学;2011年

6 邵太升;黄沙矿上保护层开采卸压释放作用研究[D];中国矿业大学(北京);2011年

7 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年

8 马强;煤层气储层渗透率变化规律理论与实验研究[D];中国矿业大学(北京);2011年

9 王磊;应力场和瓦斯场采动耦合效应研究[D];安徽理工大学;2010年

10 张春华;石门揭突出煤层围岩力学特性模拟试验研究[D];安徽理工大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 郭柯;陶二井田瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年

2 曹卫斌;五阳矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年

3 赵萌;长虹井田瓦斯地质规律及区域突出危险性预测[D];河南理工大学;2010年

4 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年

5 刘文伍;杉木树矿井瓦斯地质规律及瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2010年

6 任子阳;阳泉无烟煤对CH_4、CO_2吸附特性研究[D];河南理工大学;2010年

7 唐耀才;鹤壁矿区严重突出矿井始突瓦斯含量研究[D];河南理工大学;2010年

8 王晓彬;新安井田瓦斯赋存规律研究[D];河南理工大学;2010年

9 柴磊;鹤煤四矿低透气性煤层瓦斯穿层钻孔抽放关键参数研究[D];河南理工大学;2010年

10 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 钟玲文;煤的吸附性能及影响因素[J];地球科学;2004年03期

2 傅雪海,秦勇,姜波,韦重韬;高煤级煤储层煤层气产能"瓶颈"问题研究[J];地质论评;2004年05期

3 马东民;韦波;蔡忠勇;;煤层气解吸特征的实验研究[J];地质学报;2008年10期

4 张力,何学秋,聂百胜;煤吸附瓦斯过程的研究[J];矿业安全与环保;2000年06期

5 刘保县,鲜学福,徐龙君,李秀清;地球物理场对煤吸附瓦斯特性的影响[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年05期

6 王宏图,杜云贵,鲜学福,罗平亚;地电场对煤中瓦斯渗流特性的影响[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年S1期

7 马东民;温兴宏;;无烟煤对甲烷等温吸附解吸特性实验研究[J];煤田地质与勘探;2007年02期

8 姜永东;鲜学福;易俊;刘占芳;郭臣业;;声震法促进煤中甲烷气解吸规律的实验及机理[J];煤炭学报;2008年06期

9 何学秋;交变电磁场对煤吸附瓦斯特性的影响[J];煤炭学报;1996年01期

10 王宏图,鲜学福,尹光志,张仁松,杨吉才,唐继东;煤矿深部开采瓦斯压力计算的解析算法[J];煤炭学报;1999年03期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 穆松梅,张家生;密立根油滴的横向漂移对测量结果的影响[J];齐齐哈尔大学学报;2003年02期

2 张纪生;电负性的单位浅析[J];安康师专学报;1999年01期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相关重要报纸文章 前3条

1 留美学者,生物化学博士 方舟子;密立根事件:科学史上的著名公案[N];经济观察报;2008年

2 李长久;验证“光量子说”和发现宇宙射线[N];经济参考报;2002年

3 ;科学殿堂中的弄虚作假[N];解放日报;2006年

相关博士学位论文 前2条

1 郭燕;思想与语言的自然化[D];复旦大学;2011年

2 杨华平;煤体甲烷吸附解吸机理研究[D];西安科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前2条

1 兰剑;晶胞尺寸对密立根布居和硬度计算的影响[D];吉林大学;2011年

2 尚明辉;小体系Ti_n(n=2~7)团簇吸附氢的研究[D];宁波大学;2009年



本文编号:2106877

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/2106877.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户47e90***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com