13X分子筛吸附性能及其比表面积的研究

摘要

对于真空绝热压力容器来说,如何获得并且能够长期维持满足要求的夹层真空度,主要在于吸附剂的吸附性能和微观结构。为此,采用巨正则系综的蒙特卡罗方法,结合13X分子筛在298 K下吸附CO2的实验数据,优化了模拟力场参数。通过模拟308 K下的CO2吸附和298 K下的N2吸附并与实验数据进行对比,验证了优化的力场参数的准确性和可靠性,表明该力场参数在不同温度和吸附质的条件下能够较准确的模拟13X分子筛的吸附行为。最后使用优化调整后的力场参数模拟13X分子筛在77K温度下的N2吸附等温线,同时采用ASAP2020物理吸附仪对13X分子筛样品进行微观结构测试。对比模拟与实验的吸附等温线,发现压力在0~70 k Pa内两者比较接近,并计算了其比表面积,模拟所得分子筛比表面积为455.52m2/g,与实验值的相对误差为4.3%,表明利用模拟的方法可以获得吸附剂的比表面积。研究结果将会极大地促进真空绝热压力容器的快速发展。