煤分子吸附CH 4 、CO 2 、H 2 O和O 2 的机理研究

发布时间：2021-04-22 23:35

　　本文以煤层中瓦斯突出现象、废弃煤矿层贮存二氧化碳、低阶燃煤干燥和自燃等工程实际现象及应用为背景,研究了CH₄、CO₂、H₂O和O₂分子在煤分子表面的吸附机理。基于量子化学方法,通过对多种优化后的吸附构型进行能量计算、表面静电势分布分析、约化密度梯度函数法分析、分子中的原子理论分析和相互作用能分解分析,得到CH₄等气体分子在煤分子表面的吸附位点、吸附能、相互作用类型及强度等结果。构建基本的煤分子模型,其主体结构为多个连续且相邻的苯环,通过对CH₄、CO₂、H₂O和O₂分子在煤分子表面的吸附构型进行优化计算,可以得到结论:CH₄、CO₂、H₂O和O₂分子均可以稳定地吸附在煤分子表面,其吸附稳定性满足规律:O₂>H₂O>CO₂>... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
第2章 量子化学及研究方法
    2.1 量子化学理论
        2.1.1 基本原理
        2.1.2 DFT-D色散校正
        2.1.3 BSSE校正
    2.2 常用研究方法
        2.2.1 静电势分析
        2.2.2 约化密度梯度函数分析
        2.2.3 分子中的原子理论分析
        2.2.4 能量分解分析
    2.3 分析计算软件
    2.4 本章小结
第3章 气体分子在煤分子模型表面的吸附特性
    3.1 建立煤分子模型
    3.2 吸附构型及吸附能
    3.3 吸附构型ESP分析
    3.4 吸附构型RDG分析
    3.5 吸附构型AIM分析
    3.6 吸附构型EDA分析
    3.7 本章小结
第4章 煤分子模型表面特征对吸附特性的影响
    4.1 煤分子模型的表面特征
    4.2 单层煤分子模型的吸附构型
    4.3 吸附构型ESP分析
    4.4 双层煤分子模型的吸附构型
    4.5 本章小结
第5章 煤分子模型结构特征对吸附特性的影响
    5.1 煤分子模型的结构特征
    5.2 吸附构型及其RDG分析
    5.3 吸附构型ESP分析
    5.4 本章小结
第6章 全文总结及展望
    6.1 全文总结
    6.2 下一步工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢



本文编号：3154658