煤狭缝孔中CH4与CO2竞争吸附特性研究
邓秋成1
陈曦2
范超男3
葛少成1
马国良1
1.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 0300242.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024;太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 0300243.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024;辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院,辽宁 阜新 123000
摘要：为了揭示不同气体在煤狭缝孔中的吸附特性,采用巨正则系综蒙特卡洛模拟方法,研究了不同温度、不同孔径下等比例CH4 和CO2 气体在煤狭缝孔模型中的吸附行为.结果表明:煤狭缝孔吸附CO2 和CH4 等温吸附曲线与Langmuir吸附理论模型相吻合,CO2 的吸附量、吸附热均大于CH4,煤狭缝孔的吸附量随温度升高而降低,但吸附量受吸附热影响较小;煤狭缝孔吸附CO2 和CH4 吸附过程是热力学自发过程,不同孔径下,吸附热的变化范围较小,熵变小于 0,表明气体分子吸附到煤上以后其运动受到限制,从而导致整个体系混乱度下降,吸附过程越不容易;在吸附过程中,范德华力是主要作用力,分子静电力是次要作用力,二者都随孔径增大而减小;在不同气体竞争吸附体系中,CO2 的范德华势能、分子静电势能均大于CH4,表明CO2 更易于在煤狭缝孔吸附.
关键词：瓦斯抽采狭缝孔等温吸附吸附热吸附特性分子模拟
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52174195)国家自然科学基金(51704145)山西省基础研究计划(自由探索类)资助项目(20210302123122,20210302123103)
论文发表日期：2025-04-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 50-57 )
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