巨正则系综Monte Carlo模拟CO/H2在碳纳米狭缝孔内的吸附和分离

采用巨正则系综Monte Carlo（GCMC）方法研究了CO/H2在碳纳米狭缝孔中的吸附和分离。H2和CO均采用单点LennardJones（LJ）模型，孔壁作用势则用Steele 10-4-3模型描述。研究结果表明，混合物中H2的吸附量高于与其分压相同压力下纯H2的吸附量，而CO则与之相反。通过不同孔宽下的模拟，得到吸附分离的最佳孔宽为0.74nm，此时H2和CO的吸附量分别为2.0和12.9mmol/g，CO对H2的平衡分离因子达到6.5(温度为300K，压力为1.0MPa，等物质的量混合气体)。此外，还详细研究了压力、温度和混合气体组成对吸附量和平衡分离因子的影响，发现平衡分离因子随压力降低而提高，而低压下尤其明显，0.03MPa时平衡分离因子可超过9.0。随温度升高，平衡分离因子近乎线性下降;而随着体相混合气体中H2组成的增加，平衡分离因子显著提高。