吸附分离CO2气体混合物的功能化多孔液体设计

张蓉; 尹志坚; 温博演; 杨犁; 覃远航

doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202304014

武汉工程大学学报 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (5) : 487 -496. DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202304014

吸附分离CO₂气体混合物的功能化多孔液体设计

张蓉, 尹志坚, 温博演, 杨犁, 覃远航

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摘要

多孔液体是一种新型的具有流动性的多孔材料，广泛应用于气体储存和分离等领域。使用分子动力学模拟，设计了27种功能化多孔液体来吸附纯气体并分离CO₂/N₂和CO₂/CH₄二元混合气体。对于纯气体，27个有机笼型分子内部或周围的CO₂存储量大于N₂和CH₄的存储量。CO₂出现在核心区域的概率很高。LJ-气体势能在总相互作用势能中起重要作用，且LJ-CO₂势能高于N₂和CH₄。对于二元混合气体，LJCO₂势能，核心区或笼区CO₂的储气量高于氮气或CH₄。含B²:C⁴-β的多孔液体对两种混合气体中的CO₂具有较好的选择性。经统计分析和数据拟合，有机笼型分子对CO₂的选择性与LJ-CO₂势能呈正相关。