水、甲醇和乙醇液体微结构性质的Car-Parrinello 分子动力学模拟

采用Car-Parrinello 分子动力学(CPMD)方法分别研究了水、甲醇和乙醇的液体微结构性质.研究结果显示:在水、甲醇和乙醇三个体系中O…O径向分布函数曲线的第一个峰位置分别为0.278、0.276 和0.275nm; O…H径向分布函数曲线的第一个峰位置分别为0.178、0.176和0.177 nm.表明基团(氢原子、甲基、乙基)的差异对O…O第一个峰的位置影响很小.但基团的差异对径向分布函数峰高的影响却很显著,由水到乙醇第一个峰的高度逐渐变高.空间分布函数表明氧原子和氢原子在溶剂分子周围有取向地分布,这与径向分布函数所表现出尖锐的第一个峰相一致.氢键分布分析显示,水、甲醇和乙醇的平均氢键数分别为3.62、1.99 和1.87,表明水形成了网状氢键结构,而甲醇、乙醇形成链状氢键结构.     

载铜5A分子筛在汽油模拟体系中脱硫性能的研究

近年,美国环保局计划将汽油中硫的质量分数从当前的300×10-6降到2006年的30×10-6,欧盟也已经通过了新的汽油硫质量分数标准为30×10-6~50×10-6,德国甚至提出计划使用无硫汽油[1]。中国汽油硫的质量分数高达800×10-6以上,与世界汽油品质距离甚远。因此汽油中硫化物的脱除成为当务之急。目前,脱硫技术主要有催化裂化脱硫、催化加氢脱硫、水蒸气脱硫、生物催化脱硫、吸附精制脱硫、氧化脱硫等[2~5]。吸附精制法具有净化度高、能耗低、易于操作等优点,高效的脱硫吸附剂制备是过程开发的关键。负载金属离子的活性纤维是脱除汽油中硫醇的一种…     

Be2+在水、甲醇和乙醇中结构性质的从头算分子动力学模拟

采用Car-Parrinello分子动力学(CPMD)方法分别研究了Be²⁺在水、甲醇和乙醇中的溶剂结构性质, 并对Be²⁺的第一溶剂壳结构的实验及理论结果进行了比较. 所得第一溶剂壳结构与已报道的实验和理论结果较为一致. 对径向分布函数、配位数以及角度分布等进行了详细的分析. 结果表明: 在水、甲醇和乙醇中, Be²⁺第一溶剂壳为稳定理想的四面体结构. 在本文的模拟时间尺度内,没有观察到第一溶剂壳中的分子与第二溶剂壳中的分子进行交换, 进一步证明Be²⁺第一溶剂壳为稳定的四配位结构. 根据计算得到的空间分布函数, Be²⁺在溶剂分子的等高面上主要集中分布在溶剂分子接受氢键的方向. 根据氧原子在Be²⁺周围的分布, 壳层分子主要集中分布在Be²⁺周围的四个区域, 进一步证实溶剂壳为四面体对称.     

乙硫醇在MFI和MOR沸石中扩散行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟计算了乙硫醇分子在MFI和MOR两种拓扑结构沸石中的动力学性质，比较了乙硫醇不同负载量和沸石晶格原子刚性和柔性两种状态下乙硫醇分子在沸石孔道中扩散系数的大小。模拟结果表明，对于这两种沸石，负载量增加，扩散系数减小。对于MFI沸石，在刚性和柔性沸石结构的情况下，扩散系数分别为3×10－10m2/s和4×10－9m2/s；对于MOR沸石，在刚性和柔性结构的情况下，扩散系数分别为2×10－7m2/s和3×10－8m2/s。对于MFI沸石，柔性结构下的扩散系数比刚性结构下的扩散系数要大，而对于MOR却呈现出相反的行为。对比这两种沸石，MOR中的扩散系数要比MFI沸石中大，这是因为乙硫醇分子在MOR12元环中扩散更易进行所致。相互作用能的计算结果表明，MFI中交叉型和直型孔道活性位相近，MOR孔道中12元环与4元环孔道相差较大。     

分子模拟噻吩、苯、正己烷混合物在MFI和MOR中的吸附行为

采用GCMC方法模拟了噻吩-苯二元组分和噻吩-苯-正己烷三元组分在MFI和MOR沸石中的吸附分离性能. 结果表明, 对于噻吩-苯二元体系, 在MFI孔道中, 噻吩分子比苯分子都优先定位于孔道的交叉部分, 当总压升高时, 苯的吸附量增加, 噻吩的吸附量保持不变, 苯分子被噻吩分子“挤”到直型孔道之中, 该二元体系符合Clark等提出的竞争吸附模型. 而对于在MOR中的吸附, 噻吩和苯分子没有表现出明显不同的优先吸附位, 符合Clark等提出的体积填充模型. 对于噻吩-苯-正己烷三元体系, 在MFI沸石中, 正己烷的吸附量最大, 噻吩和苯的吸附量很小. 而对于MOR沸石, 噻吩的吸附量最大, 苯和正己烷的吸附量小, 对于这三种较大尺寸的分子, 只能位于MOR主孔道中, 当存在着少量的正己烷分子时, 就影响到了苯的吸附, 而正己烷对噻吩在MOR孔道中填充的影响要比苯小, 噻吩的吸附量影响不大.     

Fe/Zr-SBA-15的制备及其催化氧化脱硫性能

为进一步提高氧化脱硫效果,采用直接水热法合成了不同Fe/Zr物质的量比改性的SBA-15分子筛(Fe/Zr-SBA-15),采用XRD、N₂吸附-脱附、TEM和UV-vis等对其进行了表征。Fe/Zr-SBA-15中Zr取代Si进入了分子筛骨架,大部分Fe物种分散良好,存在少量的聚集态铁的氧化物。以Fe/Zr-SBA-15-1.0为催化剂、H₂O₂为氧化剂、乙腈为萃取剂,分别考察了反应温度、O/S物质的量比和催化剂用量对模拟油中二苯并噻吩(DBT)的氧化效果。在反应温度50℃,O/S物质的量比为4,催化剂用量6 g/L的条件下,DBT的脱除率达到97.1%,这是由于催化剂中的Fe³⁺提供氧化活性中心和Zr⁴⁺提供的吸附中心的双重作用,且催化剂回收利用四次后,DBT的脱除率仍可达到91.3%。