微孔沸石储氢理论与模拟PDF电子书下载

第1章 氢与储氢 1

1.1 氢 1

1.2 氢的存储 2

1.2.1 压缩储氢技术 3

1.2.2 液化储氢技术 3

1.2.3 金属氢化物储氢技术 3

1.2.4 多孔材料吸附储氢技术 5

1.2.5 胶囊化储氢技术 6

参考文献 7

第2章 储氢材料——沸石分子筛 9

2.1 沸石分子筛 9

2.1.1 沸石的发展历史 9

2.1.2 沸石分子筛的分类 10

2.1.3 沸石的组成与结构 10

2.2 沸石分子筛储氢研究进展 17

2.2.1 实验研究进展 17

2.2.2 理论研究进展 22

2.3 微孔沸石分子筛孔结构的表征 24

2.3.1 气体吸附法 25

2.3.2 小角X射线散射（SAXS）法 41

2.4 本章小结 48

参考文献 48

第3章 微孔沸石储氢的实验研究 53

3.1 超临界吸附 53

3.1.1 绝对吸附量与过剩吸附量 53

3.1.2 超临界吸附的实验测量 54

3.2 吸附测试装置及原理 54

3.2.1 实验装置 54

3.2.2 实验测试步骤 54

3.2.3 误差分析 57

3.2.4 氢气压缩因子 60

3.3 氢吸附／脱附等温线 63

3.4 吸附热效应 66

3.4.1 等量吸附热 66

3.4.2 平均吸附热 68

3.4.3 吸附过程的升温 70

3.5 吸附量的影响因素 71

3.5.1 温度与压力 71

3.5.2 沸石的骨架类型 71

3.5.3 阳离子 73

3.5.4 比表面积和微孔孔容 75

3.6 对比吸附密度 78

3.7 本章小结 79

参考文献 79

第4章 微孔沸石吸附储氢模型研究 83

4.1 经典吸附理论在超临界吸附领域的延伸 84

4.1.1 理论模型 84

4.1.2 超临界吸附中的应用 84

4.2 微孔填充理论在超临界吸附领域的探讨 86

4.2.1 吸附势理论在超临界吸附领域的延伸 87

4.2.2 吸附热与亲合势系数的关系 91

4.2.3 一般吸附函数的确定 91

4.3 格子密度函数理论模型 93

4.3.1 基本理论 95

4.3.2 模型分析解 100

4.3.3 超临界气体在单孔中的Gibbs吸附 103

4.3.4 气体在实际吸附剂上的过剩吸附等温线 109

4.4 吸附质-吸附剂作用势 110

4.4.1 理论模型 111

4.4.2 氢-沸石作用势确定 112

4.5 吸附质-吸附质作用势 115

4.5.1 理论模型 116

4.5.2 最近邻作用近似 116

4.5.3 氢分子间作用势确定 117

4.6 单层吸附容量 119

4.7 LDFT模型模拟氢在NaX、ZSM-5、CaA及NaA沸石上吸附 122

4.8 本章小结 133

参考文献 133

第5章 微孔沸石中的氢气扩散研究 137

5.1 扩散模型 139

5.1.1 扩散的基本理论 139

5.1.2 气体的主要扩散机制 140

5.1.3 孔扩散模型 142

5.1.4 模型求解 143

5.2 扩散实验 145

5.3 扩散系数及其影响因素 146

5.3.1 扩散系数 146

5.3.2 扩散系数的影响因素 151

5.4 扩散机制分析 154

5.5 本章小结 156

参考文献 156

第6章 氢在微孔沸石中的吸附模拟 158

6.1 基本理论 158

6.1.1 蒙特卡洛模拟 158

6.1.2 巨正则系综蒙特卡洛模拟 160

6.2 力场模型 162

6.2.1 力场 162

6.2.2 力场作用项的一般式 163

6.2.3 常用力场模型 166

6.3 势能截断和周期性边界条件 168

6.3.1 非键截断距离 168

6.3.2 周期性边界条件 169

6.4 氢在MFI、FAU及LTA沸石中吸附模拟 169

6.4.1 氢在MFI沸石中吸附模拟 169

6.4.2 氢在FAU沸石中吸附模拟［17，18］ 174

6.4.3 氢在LTA沸石中吸附模拟 182

6.5 本章小结 185

参考文献 185

第7章 氢在微孔沸石中扩散的分子动力学模拟 188

7.1 基本理论 188

7.1.1 牛顿力学 188

7.1.2 分子动力学 188

7.1.3 牛顿运动方程求解 189

7.2 分子动力学模拟的基本步骤 189

7.2.1 模型的建立 189

7.2.2 初始速度的设置 190

7.2.3 周期性边界条件和最近镜像 190

7.2.4 恒温热浴 191

7.2.5 时间步长与势函数 191

7.3 分子动力学计算的常用物理量 192

7.3.1 运动轨迹 192

7.3.2 自扩散系数 192

7.3.3 速度自相关函数 193

7.3.4 径向分布函数 194

7.4 氢在MFI沸石中扩散的分子动力学模拟 195

7.4.1 模拟细节 195

7.4.2 模拟结果 195

7.5 氢在FAU沸石中扩散的分子动力学模拟 198

7.5.1 模拟细节 199

7.5.2 氢在NaX沸石中扩散的分子动力学模拟结果 200

7.5.3 氢在离子交换的X沸石中扩散的分子动力学模拟结果 203

7.6 本章小结 207

参考文献 207