Введение
1. Введение и постановка задачи 5
1.1. Адсорбция и неоднородность 5
1.2. Классификация проявлений неоднородности 7
1.3. Выбор внешних условий 11
1.4. Выбор объектов 11
1.5. Цели и задачи работы 13
2. Компьютерное моделирование адсорбционных систем. обзор литературы 15
2.1. Методы моделирования 15
2.2. Моделирование адсорбции простых флюидов 21
2.3. Моделирование молекулярных флюидов и смесей 29
2.4. Моделирование адсорбции воды 32
3. Математические модели адсорбционных систем ... 35
3.1. Потенциалы межмолекулярного взаимодействия. Силовые
поля 35
3.2. Обзор молекулярных моделей воды 39
3.3. Выбор молекулярных моделей флюидов 44
3.4. Модели щелевидных пор 55
3.5. Модели связанных пористых систем 63
3.6. Активированные поверхности для моделирования адсорбции
молекулярных флюидов 66
4. Методика компьютерного моделирования 73
4.1. Метод Монте-Карло в каноническом и большом каноническом ансамблях 73
Теоретические основы метода Монте-Карло 73
Методы МК для атомарных флюидов 76
Методы МК для молекулярных флюидов 79
Программное обеспечение 80
4.2. Метод молекулярной динамики 82
Теоретические основы метода молекулярной динамики 82
Программное обеспечение 84
4.3. Метод Монте-Карло в большом каноническом ансамбле с пространственными ограничениями 85
4.4. Расчет изотерм адсорбции и десорбции 88
4.5. Расчет коэффициентов диффузии 89
4.6. Расчет расклинивающего давления. Взаимосвязь давления и химического потенциала 92
4.7. Построение диаграмм состава и плотности для бинарных систем. Расчет коэффициентов селективности 97
4.8. Методика предпочтительного вброса частиц 98
4.9. Методика расчета доступного для адсорбции объема 101
Расчет доступного объема 101
Расчет доступного объема с использованием энергетического критерия контакта и статистического
определения эффективного радиуса 106
Алгоритм и методика расчета доступного объема 108
Адсорбция и диффузия хшнард-джонсовского флюида в щелевидных микропорах с неоднородной поверхностью 112
5.1. Численный эксперимент 112
5.2. Общий вид изотерм адсорбции метана в порах углеродного адсорбента 114
5.3. Влияние неоднородности поверхности на ход адсорбции
метана в порах углеродного адсорбента 124
5.4. Диффузия метана в порах углеродного адсорбента 130
5.5. Расклинивающее давление метана в порах углеродного адсорбента 134
Адсорбция молекулярных флюидов и смесей в щелевидных микропорах с неоднородной поверхностью 143
6.1. Численный эксперимент 143
6.2. Результаты моделирования неводных бинарных смесей 145
Смесь метан - этан 145
Смесь диоксид углерода - метан 145
Смесь диоксид углерода - этан 145
6.3. Результаты моделирования водно-спиртовых смесей 155
Смесь метанол - вода 155
Смесь этанол - вода 155
6.4. Результаты моделирования тройной смеси метанол-этанол-вода 160
6.5. Результаты моделирования несмешивающихся бинарных систем 162
6.6. Селективность адсорбента к компонентам смесей 164
6.7. Механизмы адсорбции молекулярных флюидов и смесей 172
Адсорбция воды и несмешивающихся бинарных систем.. 172
Адсорбция водно-спиртовых смесей 182
Адсорбция смесей, содержащих диоксид углерода 184
Адсорбция леннард-джонсовского флюида в пористых системах с пространственной неоднородностью 186
7.1. Численный эксперимент 186
7.2. Изотермы адсорбции метана в системах связанных пор 188
7.3. Механизмы заполнения систем связанных пор 191
7.4. Адсорбция при наличии диффузионных ограничений 195
7.5. Блокирование пор 197
Заключение и выводы 199
Список литературы
