碳纳米管内水吸附行为及等量吸附热的巨正则Monte Carlo模拟 |
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引用本文: | 刘晨,刘忠军,赵明慧,敖庆波.碳纳米管内水吸附行为及等量吸附热的巨正则Monte Carlo模拟[J].计算物理,2024(2):203-213. |
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作者姓名: | 刘晨 刘忠军 赵明慧 敖庆波 |
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作者单位: | 1. 西安石油大学材料科学与工程学院;2. 西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室 |
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基金项目: | 陕西省教育厅科学研究计划服务地方专项(20JC028)资助; |
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摘 要: | 采用巨正则蒙特卡罗方法对单壁碳纳米管-水吸附体系进行计算模拟,通过对吸附和脱附等温线、局部密度分布、等量吸附热等进行表征,系统研究298 K时孔长、孔径以及表面强度对孔隙内水吸附行为的影响。结果表明:孔径效应对孔内水吸附行为影响显著,随着孔径逐渐增大,水分子先后以单链水、双链空心水环、水团簇的排列状态在孔内完成吸附。孔长在4~8 nm范围内时,随着孔长变大,发生吸附的初始压力越来越小,但当孔长增加到10 nm时,其对初始吸附压力的影响不再明显。最后,随着表面强度增大,发生水吸附的初始压力越来越小;同时,较小表面强度水分子的毛细蒸发相变过程瞬间完成,而当表面强度提高到40 K时,毛细蒸发相变过程则呈现出连续、逐渐完成的特点。
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关 键 词: | 碳纳米管 吸附作用 蒙特卡罗模拟 等量吸附热 相变 |
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