微孔沸石儲氫理論與模擬

《微孔沸石儲氫理論與模擬》是2015年2月國防工業出版社出版的圖書，作者是杜曉明。

基本介紹

• 中文名：微孔沸石儲氫理論與模擬
• 作者：杜曉明
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2015年2月
• 頁數：208 頁
• 定價：58 元
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787118098365
• 版次：1版1次

編輯推薦

本書可作為高等院校與科研院所新能源材料專業研究生的教材也可用作從事儲氫材料和儲氫技術開發和使用的科研人員和工程技術人員的參考書

內容簡介

本書主要針對微孔沸石分子篩A、X、ZMS－5 吸附儲氫的基礎理論研究進行了全面系統的介紹進而指出微孔沸石作為氫吸附介質研究的必要性內容涵蓋了微孔沸石分子篩的孔結構表征技術、儲氫實驗方法、儲氫容量影響因素、儲氫熱力學和動力學性能、儲氫理論模型、氫吸附與擴散的分子模擬等相關方面的內容重點研究了微孔沸石吸附儲氫的理論模型探索了低溫高壓下沸石儲氫的模擬技術全書共7 章第1 章介紹了氫的基本性質、製取、存儲和氫能的套用途徑第2 章介紹了吸附儲氫中研究最為廣泛的A、X、Y、MOR、ZMS－5 等微孔分子篩的結構特點、表征技術、吸附基礎理論和微孔沸石的物理吸附儲氫研究進展第3 章介紹了吸附儲氫裝置及測試原理、吸附量影響因素和吸附熱力學性能第4 章介紹了氫氣的超臨界吸附理論模型的研究重點研究了格子密度函式理論(LDFT)模型和氫－氫、氫－沸石相互作用勢模型第5 章介紹了氫分子在分子篩中的擴散實驗和孔擴散模型研究氫分子在沸石微孔中擴散行為第6 章介紹了Monte Carlo 吸附模擬的基本理論、力場模型、模擬方法和氫在微孔沸石中的吸附模擬結果第7 章介紹了分子動力學模擬氫在微孔沸石中擴散的基本理論和方法

目錄

第1章氫與儲氫1

1.1氫1

1.2氫的存儲2

1.2.1壓縮儲氫技術3

1.2.2液化儲氫技術3

1.2.3金屬氫化物儲氫技術3

1.2.4多孔材料吸附儲氫技術5

1.2.5膠囊化儲氫技術6

參考文獻7

第2章儲氫材料——沸石分子篩9

2.1沸石分子篩9

2.1.1沸石的發展歷史9

2.1.2沸石分子篩的分類10

2.1.3沸石的組成與結構10

2.2沸石分子篩儲氫研究進展17

2.2.1實驗研究進展17

2.2.2理論研究進展22

2.3微孔沸石分子篩孔結構的表征24

2.3.1氣體吸附法25

2.3.2小角X射線散射（SAXS）法41

2.4本章小結48

參考文獻48

第3章微孔沸石儲氫的實驗研究53

3.1超臨界吸附53

3.1.1絕對吸附量與過剩吸附量53

3.1.2超臨界吸附的實驗測量54

3.2吸附測試裝置及原理54

3.2.1實驗裝置54

3.2.2實驗測試步驟54

3.2.3誤差分析57

3.2.4氫氣壓縮因子60

3.3氫吸附/脫附等溫線63

3.4吸附熱效應66

3.4.1等量吸附熱66

3.4.2平均吸附熱68

3.4.3吸附過程的升溫70

3.5吸附量的影響因素71

3.5.1溫度與壓力71

3.5.2沸石的骨架類型71

3.5.3陽離子73

3.5.4比表面積和微孔孔容75

3.6對比吸附密度78

3.7本章小結79

參考文獻79

第4章微孔沸石吸附儲氫模型研究83

4.1經典吸附理論在超臨界吸附領域的延伸84

4.1.1理論模型84

4.1.2超臨界吸附中的套用84

4.2微孔填充理論在超臨界吸附領域的探討86

4.2.1吸附勢理論在超臨界吸附領域的延伸87

4.2.2吸附熱與親合勢係數的關係91

4.2.3一般吸附函式的確定91

4.3格子密度函式理論模型93

4.3.1基本理論95

4.3.2模型分析解100

4.3.3超臨界氣體在單孔中的Gibbs吸附103

4.3.4氣體在實際吸附劑上的過剩吸附等溫線109

4.4吸附質吸附劑作用勢110

4.4.1理論模型111

4.4.2氫沸石作用勢確定112

4.5吸附質吸附質作用勢115

4.5.1理論模型116

4.5.2最近鄰作用近似116

4.5.3氫分子間作用勢確定117

4.6單層吸附容量119

4.7LDFT模型模擬氫在NaX、ZSM5、CaA及NaA沸石上吸附122

4.8本章小結133

參考文獻133

第5章微孔沸石中的氫氣擴散研究137

5.1擴散模型139

5.1.1擴散的基本理論139

5.1.2氣體的主要擴散機制140

5.1.3孔擴散模型142

5.1.4模型求解143

5.2擴散實驗145

5.3擴散係數及其影響因素146

5.3.1擴散係數146

5.3.2擴散係數的影響因素151

5.4擴散機制分析154

5.5本章小結156

參考文獻156

第6章氫在微孔沸石中的吸附模擬158

6.1基本理論158

6.1.1蒙特卡洛模擬158

6.1.2巨正則系綜蒙特卡洛模擬160

6.2力場模型162

6.2.1力場162

6.2.2力場作用項的一般式163

6.2.3常用力場模型166

6.3勢能截斷和周期性邊界條件168

6.3.1非鍵截斷距離168

6.3.2周期性邊界條件169

6.4氫在MFI、FAU及LTA沸石中吸附模擬169

6.4.1氫在MFI沸石中吸附模擬169

6.4.2氫在FAU沸石中吸附模擬174

6.4.3氫在LTA沸石中吸附模擬182

6.5本章小結185

參考文獻185

第7章氫在微孔沸石中擴散的分子動力學模擬188

7.1基本理論188

7.1.1牛頓力學188

7.1.2分子動力學188

7.1.3牛頓運動方程求解189

7.2分子動力學模擬的基本步驟189

7.2.1模型的建立189

7.2.2初始速度的設定190

7.2.3周期性邊界條件和最近鏡像190

7.2.4恆溫熱浴191

7.2.5時間步長與勢函式191

7.3分子動力學計算的常用物理量192

7.3.1運動軌跡192

7.3.2自擴散係數192

7.3.3速度自相關函式193

7.3.4徑向分布函式194

7.4氫在MFI沸石中擴散的分子動力學模擬195

7.4.1模擬細節195

7.4.2模擬結果195

7.5氫在FAU沸石中擴散的分子動力學模擬198

7.5.1模擬細節199

7.5.2氫在NaX沸石中擴散的分子動力學模擬結果200

7.5.3氫在離子交換的X沸石中擴散的分子動力學模擬結果203

7.6本章小結207

參考文獻207