大氣中大量的溫室氣體,如工業(yè)排放的CO2,被視為全球變暖的主要原因。由于CO2的排放量日益增加,導(dǎo)致了地球溫度升高,海平面上升等一系列環(huán)境問題。因此,為了逐步緩解惡劣的環(huán)境,尋求一種高效捕集CO2且再生成本低的方法已經(jīng)成為當今社會的重要話題。離子液體(ionic liquid,ILs),由于其由陰陽離子和特殊官能團構(gòu)成的特殊分子結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能,如低蒸氣壓,低揮發(fā)性,對環(huán)境污染小,極性可調(diào)控性大,有較高的CO2溶解度和選擇性。因此,與傳統(tǒng)的有機溶劑相比,離子液體成為CO2捕集和分離的潛在候選者。然而,離子液體的種類不計其數(shù),實驗合成成本高,且耗費周期長。盡管已經(jīng)進行了大量的實驗工作,但有效地捕集和儲存CO2仍然是一個挑戰(zhàn):離子液體微觀結(jié)構(gòu)對吸附性能的影響仍缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)。僅僅通過實驗篩選出合適的離子液體用于捕集CO2將非常低效。隨著社會的逐漸進步與發(fā)展,分子動力學(xué)模擬在科學(xué)研究中受到越來越廣泛的關(guān)注與運用。通過分子動力學(xué)模擬的方法篩選出吸附CO2合適的離子液體種類來進行特性研究將非常有意義。本工作采用分子動力學(xué)(MD)模擬方法,研究了幾種離子液體對CO2的溶解過程。并以四種廣泛研究的離...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 CO₂的捕集方法
        1.1.1 吸附分離技術(shù)
        1.1.2 吸收分離技術(shù)
        1.1.3 化學(xué)循環(huán)燃燒分離技術(shù)
        1.1.4 水合物分離技術(shù)
    1.2 離子液體簡介
    1.3 離子液體捕集CO₂簡介
        1.3.1 傳統(tǒng)離子液體捕集CO2

        1.3.2 功能性離子液體捕集CO₂

        1.3.3 聚合離子液體捕集CO₂

        1.3.4 離子液體支撐液膜捕集CO₂

    1.4 分子模擬簡介
        1.4.1 分子動力學(xué)模擬簡介
    1.5 分子模擬在離子液體中的應(yīng)用
    1.6 選題意義與工作內(nèi)容
第二章 模擬方法和力場的選用
    2.1 分子動力學(xué)模擬的基本思想
    2.2 有限差分算法
        2.2.1 Verlet算法
        2.2.2 Leap-frog算法
    2.3 分子力場
    2.4 周期性邊界條件
    2.5 分子動力學(xué)模擬系綜
        2.5.1 正則系綜
        2.5.2 微正則系綜
        2.5.3 等溫等壓系綜
第三章 離子液體吸附CO₂的動力學(xué)和能量學(xué)研究
    3.1 引言
    3.2 模擬細節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 CO₂在水中的溶劑自由能
        3.3.2 CO₂在純凈離子液體中的溶劑自由能
        3.3.3 離子液體中的水對CO₂的溶劑自由能
        3.3.4 能量分解
        3.3.5 離子液體的擴散特性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 納米材料增強離子液體界面CO₂捕集與存儲
    4.1 引言
    4.2 模擬細節(jié)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 離子液體厚度的影響:結(jié)構(gòu)特性
        4.3.2 擴散特性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
附錄
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附相關(guān)發(fā)表論文
學(xué)位論文評閱及答辯情況表



本文編號：4014940

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