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摘要
碳纳米管及石墨烯具有高比表面积、高化学稳定性以及高耐蚀性等优点，被认为是一种理想的吸附材料。分子模拟技术的发展和应用丰富了人们对吸附机理研究的方式，而简单气体吸附体系的吸附机理研究对吸附理论的发展有着重要的推动作用。本文以单壁碳纳米管(SWCNT)-N2吸附体系为研究对象，首先通过透射扫描电镜和氮气吸/脱附测试对所选用碳纳米管的微观孔形貌及吸/脱附等温线进行了表征，然后根据对应孔径参数采用巨正则蒙特卡罗方法对该体系的吸附过程进行了分子模拟，并详细研究了碳纳米管孔径和温度对该体系吸附行为的影响。结果显示，SWCNT孔径越小，吸附能力则越强；孔半径为0.746nm的SWCNT的吸附体系发生凝聚相变的临界温度为66K。通过对等量吸附热进行计算发现，孔半径0.746、1.15、1.56和1.83 nm的SWCNT-N2吸附体系对应的初始固-液等量吸附热分别为10.9、9.2、8.6和8.4 kJ/mol。67.5K时，孔半径1.56和1.83 nm的吸附体系的等量吸附热有热峰出现。
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