CH4/H2O/CO2在β-SiO2(100)面吸附的第一性原理研究

作者：赵建飞; 汪周华^*; **; 罗强

来源：原子与分子物理学报, 2019, 36(04): 546-553.

DOI：10.3969/j.issn.1000-0364.2019.04.004

• 第一性原理
• CH4
• H2O
• CO2
• β-SiO2
• 吸附

多孔介质中的吸附直接影响页岩气赋存、运移.基于密度泛函理论从量子力学角度研究CH4/H2O/CO2在页岩储层主体矿物成分SiO2上的吸附构型和吸附特性,计算并分析了吸附能与态密度等特征.研究表明:CH4、H2O和CO2在β-SiO2(100)面的吸附能分布在-0.2 eV～-0.1eV区间内,为物理吸附;最小吸附能大小依次为:CH4> H2O> CO2,即,CO2的吸附能力最强,H2O次之,CH4最弱;各吸附质处于吸附能最大与最小时的键长键角变化均小于1%,最大吸附能对应的吸附质键长键角变化率均大于吸附能最小时的,吸附质的物理结构变化微弱表明其所受作用力微弱;基底处于最稳定吸附位时态密度基本重合,表明各吸附质与β-SiO2表面相互作用相似且差异较小;CH4、H2O、CO2的态密度均出现不同程度偏移,且CO2在能量更低的区域具有态密度分布,更易优先吸附.

• 单位
  油气藏地质及开发工程国家重点实验室; 西南石油大学