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摘要
本工作通过在六苯并苯分子边缘植入羟基构建不同羟基含量的改性活性炭，并采用分子动力学和巨正则蒙特卡罗模拟研究了改性活性炭模型的物理性质、局部电荷和孔径分布，并进一步分析了甲苯分子在改性活性炭中的动力学特性和吸附机理。结果表明，引入羟基可加强活性炭对甲苯的吸附能力。在较高相对压强下，39.4%羟基含量是活性炭改性的最佳浓度，超过此浓度后甲苯的吸附量下降。改性活性炭羟基中强电负性的氧原子与甲苯甲基中的氢原子配合成Lewis酸碱对，形成稳定的吸附结构，进而增强活性炭对甲苯的吸附能力。在较低相对压强下，影响吸附量的主要因素为孔隙率和孔径大小；羟基含量为20.8%和31.4%的改性活性炭内多为微孔且结构较为紧密，使得其吸附甲苯效果较好。羟基改性使得甲苯分子在活性炭内的自扩散系数降低，且在含39.4%羟基的活性炭中扩散系数最低，这是由于甲苯分子与改性活性炭之间的非键相互作用阻碍了甲苯分子的运动。此外通过变温吸附研究发现，由于活性炭吸附甲苯过程具有放热性质，温度升高不利于甲苯的吸附。
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