单壁碳纳米管吸附甲烷气体的Monte Carlo模拟本科生论文.pdf

本科生毕业论文(设计) 题 目：单壁碳纳米管吸附甲烷气体的Monte Carlo模拟 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 2012年05月 目 录 1.绪论2 1.1 研究背景及意义2 1.1.1甲烷及其特点介绍2 1.1.2 研究目的与意义2 1.2 国内外做的相关研究3 1.3研究方法3 2. Materials studio分子模拟软件及模拟方法介绍4 2.1 Materials studio分子模拟软件介绍4 2.2 蒙特卡罗方法介绍4 2.3 巨正则系综蒙特卡罗方法(GCMC)5 3.计算模型及相关参数6 3.1单壁碳纳米管6 3.1.1碳纳米管的介绍6 3.1.2单壁碳纳米管模型的建立6 3.2势能模型7 3.3相关物理量的处理8 4 吸附能力与温度、压强、管径的关系9 4.1 温度一定时，不同管径下的吸附量与压强的关系9 4.2 温度一定时，不同压强下的吸附量与管径的关系11 4.3 管径一定时，不同温度下的吸附量与压强的关系12 5结论14 参考文献15 致谢17 单壁碳纳米管吸附甲烷气体的MonteCarlo模拟 摘要 本文利用 Materials Studio 软件中的Sorption模块计算模拟了单壁碳纳米管吸附甲烷 的过程。模拟中对于甲烷分子与甲烷分子间、甲烷分子与碳原子间的相互作用势均采用 Lennard-Jones （LJ）势能模型。通过对吸附量随温度、压强、管径变化的模拟，得到了单 壁碳纳米管的吸附等温线，表明单壁碳纳米管具有一定的吸附甲烷的能力，在高压和低温 下具有较好的储存甲烷能力。 关键词 MonteCarlo模拟，单壁碳纳米管，吸附，甲烷 MonteCarlo Simulation onAdsorption of Methane in Single-walledCarbonNanotubes Abstract In this paper, the sorption module of MS is used to numerical simulate the process of methane adsorption in single-walled carbon nanotubes.During the simulation, the interaction potential between methane molecules and carbon atoms is treated as Lennard-Jones(LJ) potential as well as the potential between methane molecules.The adsorption capacities under different temperatures, pressures and diameters are simulated. The adsorption isotherm ofmethane in carbon nanotubes are obtained.The extremum ofhydrogen adsorption in single-walled carbon nanotube is discussed ， the results show that single-walled carbon nanotubeshave a certain capacity of methane adsorption,especially under high pressure and low temperatureconditions. 第 1 页 单壁碳纳米管吸附甲烷气体的MonteCarlo 模拟 Keywords MonteCarlo Simulation;single-walled carbonnanotubes;ads