烷烃混合物在Cu-BTC中的吸附与分离

用巨正则系综MonteCarlo(GCMC)和构型导向MonteCarlo(CBMC)相结合的方法模拟了298K下甲烷-乙烷-丙烷体系以及正丁烷-异丁烷体系在1,3,5-苯三甲酸铜(II)(Cu-BTC)中的吸附行为.结果表明,Cu-BTC对丙烷以及异丁烷的吸附分离都有较好的选择性.通过我们发展的“材料剖面成像”方法研究了烷烃混合物在Cu-BTC中不同压力下的吸附位点,从而进一步分析了烷烃混合物在Cu-BTC中的分离性能.结果发现,在吸附过程中主要存在着两种效应,即能量效应和尺寸效应的竞争.在甲烷-乙烷-丙烷体系中,较高压力下,由于尺寸效应的影响,丙烷主要吸附在主孔道中,而对甲烷和乙烷组分,能量效应占主导地位,从而导致乙烷主要吸附在四面体孔内,甲烷则主要吸附在三角形孔窗外.在正丁烷-异丁烷体系中,能量效应起主导作用,从而使异丁烷主要吸附在四面体孔内,而正丁烷主要吸附在主孔道中.