金属离子改性分子筛吸附水的Monte Carlo模拟

摘要

金属离子改性分子筛吸附脱水具有节能环保、吸附容量高、净化精度高等特点,受到广泛关注,但还缺乏平衡吸附量等基础数据.本文利用Materials Studio软件中Sorption模块进行落位计算得到合理的金属离子落位和分子筛构型,同时利用Reflex模块计算分子筛的XRD谱图,计算结果与国际分子筛协会(IZA-SC)的XRD标准谱图一致.采用蒙特卡罗法(Monte Carlo)的"COMPASS"力场对NaX、NaY和NaA 3种分子筛以及Ca2+、Fe3+、Mg2+和K+改性分子筛吸附水进行分子模拟.结果表明,水的吸附属于第Ⅰ型Langmuir吸附等温线.NaX、NaY和NaA分子筛对水的平衡吸附量分别为360.3mg/g、393.8mg/g和295.5mg/g,Mg2+取代的X型、Y型和A型分子筛对水的吸附能力增加幅度最大.MgX的平衡吸附量达472.6mg/g,较未改性时增加了112.3mg/g.本研究可为高效分子筛脱水吸附剂的筛选及其应用提供一定的理论依据和指导.