MER型沸石吸附分离CO2/CH4的分子模拟

作者：石勤^*; 席静; 张富民

来源：化工进展, 2020, 39(11): 4408-4417.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0220

• MER型沸石
• 吸附
• 分离
• 二氧化碳
• 分子模拟

MER型沸石在吸附分离CO2/CH4方面展现出良好的工业应用前景,受到广泛关注,但还缺乏理论基础数据。本文采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法,以全硅MER型沸石作为对照,模拟分析了CO2/CH4在Na+、K+、Cs+和Ca2+交换的MER型沸石中的吸附分离行为。结果表明:不同阳离子交换的MER型沸石对CO2和CH4的吸附符合Langmuir-Freundlich吸附等温线模型,平衡吸附量的大小顺序为:Ca-MER>Na-MER>K-MER>CsMER,与沸石的自由体积和比表面积大小顺序一致,且近似成线性关系,选用高价阳离子MER型沸石可以提高吸附量;CO2和CH4主要分布在沸石的pau笼中,在d8R笼和ste笼中也有少量分布;骨架外阳离子与CO2的强吸附作用和独特的八元环窗口孔径是MER型沸石对CO2/CH4混合组分表现出超高吸附选择性的原因,吸附选择性高达1000以上。综合吸附量、吸附热和吸附选择性分析指出,Na-MER和K-MER型沸石是优良的CO2吸附剂。本研究为MER型沸石吸附分离CO2/CH4提供了理论依据和实验指导。

• 单位
  兰州石化职业技术学院