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专利号: 2020105218126
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种提高孔结构参数测定准确性的方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:

步骤一:使用比表面积及孔径分析仪测试待测材料样品的吸附-脱附曲线。根据测试数据得到待测材料的孔径尺寸范围数据;

步骤二:根据步骤一中选定待测材料孔径范围内的具体数值,利用巨正则系综(GCMC)分子模拟系统,搭建模拟计算结构模型,通过不断增加或降低主体流体的化学势得到纳米孔内流体稳定态和亚稳态组成的吸附滞后环;

步骤三:选择步骤二中得到的吸附滞后环区域内的特定吸附压力值,计算其吸附支(低*

密度状态)和脱附支(高密度状态)对应吸附分子数()的平均值NC;

步骤四:根据步骤三中得到的吸附滞后环区域内的不同吸附压力值对应的吸附分子数NC*,利用分子模拟计算搭建具有吸附分子数NC*的亚稳态系统模型。有两种方式可以构建具有NC*颗粒的初始模型:i.以空盒子为初始状态:往盒子里随机插入分子,计算插入前后系统的能量变化,根据能量判断是否接受插入该颗粒;重复此操作,直到盒子内分子数达到NC*,记录此时每个分子的位置;

ii.以满盒子为初始状态:随机选择盒子内一颗粒进行删除操作;重复此操作,直到盒子内分子数仅剩下NC*。然后,对盒子内的颗粒NC*采用NVT模拟,采用足够的循环计算,并对每个颗粒进行20000次以上的位移操作,使系统达到其对应的最佳能量状态,记录此时每个分子的位置。

步骤五:将步骤四中得到的具有NC*颗粒的系统作为应用GCMC的初始状态,进行分子模拟计算。当采用GCMC的系统最终达到平衡后,所得到的结果或是低密度状态(吸附支),或是高密度状态(脱附支)。无论得到的是哪一个状态,此状态都是该压力下分子在材料中吸附的稳定状态。

步骤六:重复步骤三、步骤四、步骤五,最终可以得到吸附滞后环区域内每一个对应压力下的系统稳定状态。将得到的蒸发-凝聚相变转变点与吸附及脱附支进行对比,相变转变点距离吸附/脱附支中哪支较近,就应该选择较近的那支吸附或脱附等温线来计算待测材料的孔径分布及比表面积。

2.根据权利要求1所述的一种提高孔结构参数测定准确性的方法,其特征在于,在传统比表面积及孔径分析测试过程中,引入分子模拟计算(GCMC和NVT)蒸发-凝聚相变转变点对应的吸附压力,判断蒸发-凝聚相变点距离吸附/脱附支中哪支较近,进而判断在使用比表面积及孔径分析仪测试所得到的材料孔结构参数中,应该选择吸附或脱附等温线来计算待测材料的孔径分布及比表面积。

3.根据权利要求2所述的一种提高孔结构参数测定准确性的方法,其特征在于涉及GCMC和NVT两种形式的分子模拟计算。

4.根据权利要求3所述的一种提高孔结构参数测定准确性的方法,其特征在于所涉及的GCMC和NVT两种形式的分子模拟计算程序可以单独进行模拟计算,也可以镶嵌到测试仪器的分析软件中。