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吸附动力学前沿信息_分子动力学模拟有什么用(2024年12月实时热点)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：教程更新日期：2024-12-01

吸附动力学

高效氯化镁生物炭制备及其废水处理性能研究今天分享一篇发表在《Separation and Purification Technology》（IF=8.6）上的文章——《Preparation of high-efficient MgCl2 modified biochar toward Cd(II) and tetracycline removal from wastewater》。 𐟔 创新点：这篇文章制备了氯化镁改性的棉杆生物炭（MgC700），优化了热解温度和pH值，探究了MgC700对Cd（II）和四环素（TC）的吸附机理，以及两种污染物在二元吸附中的相互影响。实验结果显示，MgC700对Cd（II）和TC具有显著的吸附效果。最后，通过经济分析计算了生产成本，表明MgC700可以作为低成本吸附剂用于水体中Cd（II）和TC污染物的去除。 𐟔젥ˆ†析手段：文章使用了多种分析方法，包括可见分光光度计和原子吸收光谱仪（测定Cd（II）和TC的剩余量和吸附量），XRD（探究氯化镁的负载形态），BET（通过比表面积优化热解温度），EDS-SEM（验证氯化镁的负载形式，与XRD结果相佐证），XPS（比较改性前后元素含量），DFT（分析吸附机理）。 𐟓š 杂谈：文章的大纲和材料与方法中并未提及后续使用的许多表征方法，这可能是新型文献发表格式的一种尝试。与众多新材料开发研究一样，这篇文章首先探究了氯化镁在棉杆生物炭上的负载形态，以及不同pH下TC的形态。通过吸附动力学模型拟合结果和等温吸附实验，探究了改性前后的吸附效果变化。总的来说，这篇文章从多种角度出发，探究了MgC700作为吸附剂去除水中Cd（II）和TC的可行性。值得学习的是，文章的验证方法都考虑了实际应用场景，偏重实用化研究，最后还做了成本估计，是一篇较为完整的改性生物炭应用研究论文，其整体思路十分值得借鉴。

高尔夫毛巾妙用，你会吗？高尔夫毛巾在高尔夫运动中有着多种实用方法，以下是几种常见的使用技巧： 𐟧𝠦𘅦𔁧ƒ杆在击球前，用高尔夫毛巾擦拭球杆杆头，去除灰尘、草屑和污渍，确保球杆与球的接触良好，从而提高击球的准确性。例如，在沙坑击球后，杆头容易沾上沙子，用毛巾仔细擦拭非常关键。击球结束后，再次擦拭球杆，包括杆身，防止球杆被腐蚀，延长其使用寿命。 𐟧𜠦𘅦𔁩똥𐔥䫧ƒ 当球沾上泥土、草渍等脏污时，用高尔夫毛巾轻轻擦拭，保持球的表面干净，使球在滚动和飞行过程中符合正常的空气动力学原理。 𐟧𛠦“榱— 在打球过程中，如果出汗，可以用高尔夫毛巾擦拭额头、脸颊、脖子等部位的汗水，保持舒适，方便继续击球。 𐟧𓠦”𞧽Ž携带许多高尔夫毛巾带有夹子或磁石，可以方便地将毛巾夹在高尔夫球包上或者吸附在球车的金属部位，方便在需要时随手取用。不使用时，将其折叠好放在球包的指定位置即可。

活性炭对油蒸汽回收的吸附动力学建模及应用研究前言：油气蒸汽回收是下游化工行业、石油天然气行业和环境保护领域的关键过程。高效吸附材料在蒸汽回收中需求量很大，其吸附动力学对于其性能非常重要。由于油蒸汽由具有不同物理和化学性质的多种组分组成，对于活性炭对多组分油蒸汽的整体吸附动力学进行建模对于工业应用至关重要。在这项工作中，开发了一个全面的多组分气体在填充床反应器中对活性炭的吸附动力学模型，并通过有限元方法对该模型进行了数值求解。模型的预测结果都在合理范围内，表明模型的有效性较好。还导出了一些无量纲参数以进一步研究预测结果。回收油蒸汽有两个主要的好处：通过回收油蒸汽中的有价值组分，公司可以在降低成本的同时获得额外的利润，例如，油气公司正在尝试回收天然气蒸汽并转化为有用的产品；油蒸汽中含有一些对环境有害的组分，必须在其排放到大气中之前进行回收。有多种方法可以回收油蒸汽，包括通过抽取在地下罐中创建负压的方法，以及通过物理吸附机制等方法。在所有不同的油蒸汽回收方法中，利用高效吸附剂在接近大气压下物理捕获油蒸汽的组分被广泛应用于工业中。活性炭的吸附动力学对于环境保护也具有重要意义，油蒸汽中含有一些对环境有害的成分，如果这些成分逸出到大气中会对环境造成污染。通过使用活性炭吸附剂进行油蒸汽回收，可以有效地将这些有害物质捕获和回收，从而保护环境。对活性炭在多组分油蒸汽吸附中的动力学进行建模和研究具有重要意义。了解活性炭在多组分油蒸汽中的吸附动力学特性，有助于优化回收系统的设计，并提高吸附过程的效率和可行性。这对于下游化工行业、油气行业和环境保护等领域来说都具有重要的应用价值。在研究中成功地开发了一个综合的数学模型，用于描述填充床反应器中活性炭对多组分油蒸汽的吸附过程。模型考虑了吸附过程的空间和时间变化，并基于质量守恒方程进行了模拟。假设活性炭吸附过程处于恒定温度下，并且油蒸汽浓度远低于活性炭的吸附容量。活性炭对油蒸汽的吸附动力学受到孔隙度和温度的显著影响，较高的孔隙度可以增加活性炭的吸附动力学，而较高的温度会降低活性炭的吸附容量，尽管它可以加快吸附动力学并促进吸附过程达到平衡。油蒸汽中的不同组分表现出明显不同的吸附动力学特性，这是因为不同组分具有不同的有效传质速率，其分子量和化学物理性质各不相同。的模型假设线性驱动力模型用于吸附过程，较高的传质速率会导致更有效的吸附和更快的吸附动力学。活性炭是一种高效吸附剂，广泛应用于各个行业。已经有许多关于研究活性炭的物理性质对其吸附动力学的影响的研究。由于油蒸汽是一个多组分系统，其中每个组分具有不同的吸附动力学特性，所以建立多组分气相吸附动力学模型非常重要，因为可以将模型推广到实际的工业问题中。从BET方程的一般模型开始，该方程研究了平衡吸附量与气体压力之间的关系。使用的所有参数都来自标准WS-470活性炭，选择孔隙率为0.6。可以看出较高的温度会降低活性炭的吸附容量，因为吸附过程是放热的，但会增加吸附动力学，导致更快的穿透曲线出现，这意味着吸附剂（油蒸汽）在较高温度下与较低温度相比，在活性炭反应器中停留的时间更短。展示了丁烷在活性炭上的时空吸附负荷分布，丁烷是油蒸汽中的主要组分之一。由于假设在吸附过程中活性炭保持恒定温度，并且油蒸汽浓度非常低，线性驱动力模型可以完美地模拟吸附剂的吸附动力学。油蒸汽中的其他组分也可以以相同的方式进行模拟。己烷的分子量较大，导致吸附到活性炭表面的分子数量较少。由于假设吸附采用线性驱动力模型，较高的传质速率会导致更有效的吸附和更快的吸附动力学。结论：孔隙度和温度对活性炭上油蒸汽的吸附动力学具有显著影响。较高的孔隙度会增加活性炭的吸附动力学，而较高的温度会降低活性炭的吸附容量，尽管它可以增加吸附动力学并加快吸附过程达到平衡，该研究为未来关于大规模活性炭油蒸汽回收的实验研究提供了重要的理论基础。

氢氧化反应（HOR）是燃料电池等能源转化装置的核心反应，直接决定了装置的效率与成本。然而，铂族金属催化剂的高温高压催化机制一直是科学研究的重点与难点。此次研究通过高精度速度分辨动力学实验结合密度泛函理论（DFT）计算，首次揭示了钯催化剂在高温HOR中的协同吸附机制。氧原子在钯表面的合作吸附显著降低了反应能垒，提升了反应速率，为优化高温催化剂性能提供了新视角。 ✨研究亮点协同吸附机制：首次发现多个氧原子在钯表面协同吸附形成的“活性构型”，可显著加速氢氧化反应。高效构型形成：在氧气富集条件下，两个氧原子会招募第三个氧原子至相邻位点，形成高反应性结构，提升催化活性。实验验证与理论支持：结合速度分辨动力学实验与DFT计算，全面揭示了协同吸附对反应速率的加速作用。 𐟓Š展望通过揭示钯催化剂在高温HOR中的协同吸附机制，该研究为设计高效燃料电池催化剂提供了理论依据和实验验证。未来研究将探索协同吸附机制在其他反应体系中的适用性，以推动能源催化技术的进一步发展。 𐟓š文献信息期刊：Science DOI：10.1126/science.adk1334 #科研绘图#⠂ #科研学习#⠂ #文献阅读#⠂ #催化#⠂ #sci#⠂ #硕博#⠂ #学术#

石墨烯气凝胶能够去除污水中的金属离子和有色染料。随着对淡水资源的需求逐年增加，水资源短缺成为人类共同面对的难题。近年来，我国染整行业越来越强调环境保护，对印染废水的排放要求也越来越高，印染废水的净化是一个十分值得思考的话题。目前常用的污水处理方法包括物理法、化学法和生物法。近年来，石墨烯（GN）应用于污水处理上的例子越来越多，相比于其他碳材料（如活性炭和碳纳米管），GN的物理和化学结构都在污染物的处理方面有更大优势。石墨烯气凝胶（GA）是由GN为主体的三维网状结构，是一种高比表面积、高空隙率（有微孔和中孔结构）、超低密度和极强导电性的固体材料，这种优良的物理化学性质使得GA成为吸附污染物的理想材料。近年来，GA与其他吸附材料或者光催化材料复合进行水处理成为研究的热点。天然石墨是由有序排列的蜂窝状二维平面碳原子层层堆叠形成，1mm左右的石墨就包含了近300万层GN。 GN的厚度只有0.335nm，具有超强的力学性能，巨大的比表面积，同时又有很高的导电性（室温下电子迁移率高达15000cm2/v?s）和导热性[3000W/(m?k)]。经过长期发展，GN的制备方法得到了更多的扩展，包括化学气相沉积法（CVD）、机械剥离法、SiC外延法、氧化还原法、水热法和电化学剥离法等。二维GN具有很高的比表面积，经氧化得到的GO具有含氧基团，经复合制作的GA具有很好的吸附能力。目前常用GA对污水中的重金属离子和有机染料进行吸附去污。 Xiang等使用羧甲基纤维素(CMC)与GO进行复合，然后使用水热还原法来制备GA，以乙二胺为助还原剂，得到了具有超轻型和多孔型的自组装3DCMC-rGA。 CMC可以与GO片上大量的含氧官能团形成氢键，稳定其三维结构，提高力学性能。此外，CMC的羧基由于具有电离作用会使rGO纳米片表面带负电荷，有助于吸附阳离子染料，对带正电荷的表面活性剂的吸附起重要作用。此外，CMC-rGA表面的润湿性有助于在水溶液中吸附染料。研究结果表明，CMC-rGA对罗丹明B的吸附量可达到161.29mg/g。吸附动力学模型与拟二阶动力学吻合较好，吸附数据可以用Langmuir型吸附等温线模型表示，在废水处理方面具有潜在的应用前景。此外，Zhu等利用水热法以聚多巴胺（PDA）作还原剂通过GN和二硫化钼薄片（MoS2）仿生粘合来制备MoS2-rGA。 MoS2-rGA孔径较小，有较强的抗氧化能力，可以在空气中稳定存在，对有机染料有很强的吸附能力。实验证明，MoS2-rGA对亚甲基绿的吸附量可达到200mg/g，且MoS2-rGA具有很好的回收性能。 Omidi等利用戊二醛作为常温交联剂合成了石墨烯/壳聚糖（GO/CS）复合气凝胶,对水溶液中的阴阳离子均有较好的吸附去除效果。由Langmuir等温线方程计算的染料最大吸附容量为384.62mg/g。经过三次以上重复利用，气凝胶的回收率近乎100%。 Gao等将碳纳米管（CNTs）使用水热法在不添加其他还原剂的情况下制得了多壁碳纳米管复合石墨烯气凝胶（MWCNTs-PDA-GA）。这种气凝胶结合了CNTs的特点，对Cu2+和Pt2+的吸附量可达到318.47mg/g和350.87mg/g。 Dai等用化学交联法制备了PDA复合氧化石墨烯气凝胶（PDA-c-GO），对亚甲基蓝（MB）阳离子染料的吸附可以达到633mg/g。综上所述，GA因高比表面积、富含含氧官能团，以及具有三维多孔结构等，在吸附重金属离子和有色染料方面有着很大的优势。由CMC、CS、PDA和CNTs对GO进行改性复合而成的气凝胶提高了其吸附效率，增强循环利用率，在使用中有效的防止二次污染，实现清洁生产，因而成为近年来的研究热点。近年来去离子电容技术（CDI）在水处理中得到应用，主要用于去除质量较轻的金属离子（如Na2+、K+）等，是一种成本较低、无二次污染、可回收利用的高效吸附系统。因为该方法是把水中的离子吸附在电极表面，因此制作CDI的关键是电极的选用，常用材料包括CNTs、活性炭、GN等。这些材料首先都拥有较大的比表面积，化学稳定性好，以及极强的电导率。 GA因具有三维孔道结构，吸附能力强，以及大孔道的碳结构，使得导电性能十分优异，而且在水中有着较好的分散性等，成为制备CDI电极的理想材料。 Peng等用水热法制备了3D花状MoS2/rGO气溶胶材料，将其应用于CDI电极。MoS2/rGO气凝胶有着极高的比表面积、化学稳定性和较强的电导率，以水和乙醇体积比为2:1的溶剂制备的MoS2/rGO复合材料，脱盐能力明显提高，循环稳定性好，离子去除率高。外加电压为1.0V时，在200mg/LNaCl溶液中，该复合材料的最大吸附量约为16.82mg/g。该复合材料还可以很好地再生并用于CDI装置。

钐钴永磁合金吸放氢特性与储氢技术对清洁能源的重要性 ? ? ? 在追求清洁能源的过程中，储氢技术是一个重要的研究领域，氢气有潜力成为车辆和工业应用的重要燃料，因为它可以从可再生资源中产生，并且用作燃料时碳排放为零。 ? 然而，氢作为燃料广泛使用的主要障碍是其低的体积和重量能量密度，寻找能够有效储存和释放氢的材料已经进行了几十年。 ? 由于钐钴(SmCo)永磁合金具有高储氢容量和快速的吸氢/放氢速率，已经对其吸氢和放氢特性进行了研究。 ? 钐钴(SmCo)合金中的储氢已经发现钐钴(SmCo)合金由于其高储氢容量和快速的吸氢/放氢速率而具有独特的吸氢和放氢特性。 ? SmCo合金是由Sm和Co元素组合而成的金属间化合物，SmCo合金表现出铁磁性，已经广泛用于生产永磁体。 ? SmCo合金具有高的磁各向异性和高的居里温度，这使得它们非常适合在高温环境中应用。 ? SmCo合金的储氢容量已被广泛研究，SmCo合金可以通过发生在金属晶格和氢分子之间的可逆反应来吸收氢。 ? SmCo合金中氢的吸收通常以压力-成分等温线(PCI)曲线中的平台区域为特征。平台区代表氢浓度恒定的稳定阶段。 ? SmCo合金的储氢容量取决于几个因素，包括Sm/Co比、晶体结构和制备方法。 ? SmCo合金的晶体结构对其储氢容量起着关键作用。SmCo合金的两种常见晶体结构是六方密排(HCP)和面心立方(FCC)结构。 ? HCP SmCo合金显示出比FCC SmCo合金更高的储氢容量。HCP SmCo合金具有更高的表面积，这为氢吸附提供了更多的位置。 ? SmCo合金的晶体结构可以通过与其它元素如Ti、Zr和Ni的合金化来改变。这些元素的加入可以提高SmCo合金的储氢容量。 ? Sm/Co比也影响SmCo合金的储氢容量。SmCo合金中储氢的最佳Sm/Co比在1:5和2:17之间。 ? 当Sm/Co比率偏离该范围时，SmCo合金的储氢容量降低。SmCo合金的制备方法也影响其储氢容量。 ? SmCo合金可以通过各种技术制备，包括电弧熔炼、粉末冶金和电沉积。制备方法影响SmCo合金的晶体结构、表面积和孔隙率，从而影响其储氢容量。 ? 从SmCo合金中解吸氢从SmCo合金中解吸氢的典型特征是在PCI曲线的平台区氢浓度急剧下降。 ? 从SmCo合金中解吸氢是通过在金属晶格和氢分子之间发生的可逆反应进行的。SmCo合金中氢的解吸取决于几个因素，包括温度、压力和Sm/Co比。 ? 从SmCo合金中解吸氢的温度是影响解吸动力学的重要因素。解吸动力学随着温度的升高而增加。 ? des可以通过将SmCo合金加热到300℃以上的温度来增强吸附动力学，然而，过度加热会导致SmCo合金的磁性降低。 ? 从SmCo合金中解吸氢的压力也是影响解吸动力学的一个重要因素，解吸动力学随着压力的增加而增加。 ? 通过对SmCo合金施加真空，可以进一步增强解吸动力学，这降低了压力并促进了氢的解吸。 ? Sm/Co比也影响SmCo合金的氢解吸动力学。有效氢解吸的最佳Sm/Co比在1∶5和2∶17之间。 ? 当Sm/Co比率偏离该范围时，SmCo合金的解吸动力学降低。SmCo合金的晶体结构也影响其解吸动力学。 ? HCP SmCo合金表现出比FCC SmCo合金更高的解吸速率，因为它们具有更大的表面积和更高浓度的储氢位点。 ? SmCo合金在储氢中的应用SmCo合金的储氢性能使它们成为储氢应用中有吸引力的候选材料。 ? SmCo合金可用作燃料电池汽车、便携式电子设备和固定电源系统的储氢材料。 ? 在储氢应用中使用SmCo合金具有几个优点，包括高储氢容量、快速氢吸收/解吸速率和在高温下操作的能力。 ? 燃料电池汽车SmCo合金可用作燃料电池汽车的储氢材料。燃料电池汽车使用氢作为燃料，并通过与氧的化学反应将其转化为电能。 ? 在燃料电池车辆中使用SmCo合金作为储氢材料可以增加这些车辆的范围和效率。SmCo合金的高储氢容量和快速吸氢/放氢速率使其非常适合用于燃料电池汽车。 ? 在燃料电池车辆中使用SmCo合金还可以降低储氢成本，这是广泛采用燃料电池车辆的一个重大障碍。 ? 便携式电子设备SmCo合金也可用作便携式电子设备的储氢材料。便携式电子设备，如笔记本电脑、智能手机和平板电脑，需要体积小、重量轻的储能系统。 ? SmCo合金可以提供高能量密度和快速充电和放电速率，使它们成为用于便携式电子设备的有吸引力的候选材料。 ? 在便携式电子设备中使用SmCo合金还可以通过消除传统电池材料(如锂和钴)的使用来减少这些设备对环境的影响。 ? 固定电力系统SmCo合金也可用作固定电力系统的储氢材料。固定电力系统，例如备用电力系统和用于可再生能源的能量存储系统，需要高能量密度和快速充电和放电速率。

#推荐类# 夏普空气净化器除甲醛我购入的这台夏普空气净化器型号是Kc-cd60-n，是集合除甲醛加湿除菌和净化空气为一体的。滤网分为：集尘滤网，甲醛滤网，除臭滤网和 HEPA。净化空气非常灵敏，房间里稍微有味道，比如油烟，香水味它就会变红灯，平时屋里空气好的时候就是绿灯。官方介绍称利用「净离子群」进行空中除菌 - 和自然界中存在的离子一样，已确认其安全性 - 喷射出的「净离子群」净化空气运用空气动力学原理的快速吸附力向后20Ⱗš„新气流+前方气流运用四种滤网，空气净化更彻底，人性化贴心设计夏普特有的「净离子群」空间净化技术通过等离子放电产生并释放出与自然界相同的正、负离子，「净离子群」空间净化技术是夏普独自开发的空中除菌技术，能抑制浮游病毒，分解和去除浮游的霉菌。还是比较推荐的，自己也是基本每天开。

分子动力学模拟：从基本原理到应用分子动力学模拟是一种强大的工具，用于研究各种材料和系统的行为。它涵盖了从纳米流体到聚合物，从溶液到晶体和非晶无机物，再到金属的广泛领域。以下是一些关键的应用和功能：热物性模拟 𐟌᯸ 热导率：使用平衡分子动力学（EMD）和三种非平衡分子动力学（NEMD）方法进行计算。粘度：测量流体在不同条件下的粘度。比热：计算材料的比热容。动能和势能：分析系统的动能和势能分布。微结构分析 𐟔 径向分布函数：计算原子间的径向分布函数。自扩散系数：测量原子的自扩散系数。配位数：计算原子的配位数。回转半径：测量原子的回转半径。角分布函数：分析原子的角分布函数。 Matlab编程 𐟒𛊦 𙦍€求，使用Matlab进行编程计算。吸附、氢键统计及动力学计算：进行吸附和氢键的统计，以及相关的动力学计算。原子筛选：进行原子筛选和分类。应用领域 𐟌 纳米流体：研究纳米流体的流动和传热特性。聚合物：模拟聚合物的玻璃化转变和动力学行为。溶液：研究溶液中的离子运动和扩散。晶体和非晶无机物：探索晶体和非晶无机物的结构和性质。金属：模拟金属的力学和热学行为。通过这些模拟和分析方法，分子动力学可以为各种材料和系统的研究和开发提供深入的见解。

分子动力学模拟服务：从材料到化学作为一名材料学博士在读，我提供以下服务： 𐟛 ️ 材料建模与计算：使用Materials Studio进行分子动力学模拟，包括软件安装、建模和计算。 𐟔 数据分析：利用Perl脚本进行数据分析和AC建胞过程。 𐟓Š 机械性能计算：Forcite模块可以计算高分子聚合物的模量、杨氏模量、切模量，以及应力应变曲线等。 𐟌€ 化学反应模拟：环氧树脂交联、玻璃化转变温度、回转半径、自由体积、MSD、径向分布函数(RDF)、配位数、扭转角（二面角）等。 𐟔砨ƒ𝩇计算：结合能、相互作用能、吸附能、界面能等。 𐟔젩”𝩔種᧮—：Dmol3模块可以计算键能和键级，以及Homo-Lumo能级。 𐟌᯸ 分子链断裂分析：在一定温度下进行分子链断裂分析，以及过渡态搜索。 𐟔堩똦𘩨エ磥ˆ†析：Gulp模块可以进行高温裂解分析，并提取相关数据。 𐟌€ 耗散动力学模拟：DND模拟，计算溶解度参数和相互作用参数。 𐟏‹️‍♂️ LAMMPS REAXFF力场模拟：进行LAMMPS REAXFF力场模拟计算，并提取数据。无论是材料科学还是化学研究，这些服务都能为您提供有力的支持。

分子动力学模拟：从建模到性能分析分子动力学模拟是一种强大的工具，用于研究各种材料的行为，包括晶体、界面、孔隙形状以及固液模型等。以下是几个关键方面的详细介绍： 𐟔砥𛺦衊石墨烯、石英、高岭石、伊利石、蒙脱石、干酪根等晶体矿物模型、界面模型、不同孔隙形状模型以及固液模型的搭建。 𐟓Š 晶体自由体积分数计算晶体自由体积分数，了解材料的内部结构。 𐟌€ 吸附吸附能、等温吸附线、竞争吸附、吸附量、吸附热、密度分布图以及孔径分布的计算。 𐟒ꠥˆ†子动力学Forcite 力学性能分析，包括杨氏模量、剪切应力、泊松比、内聚能以及回旋半径。计算范德华力、静电力、结合能/相互作用能，径向分布函数RDF，浓度/密度分布，均方位移MSD以及扩散系数。剪切、黏度计算，限制性剪切等。 𐟌 CASTEP模块能带、态密度、声子谱以及光学性质的计算。 𐟔— 分子对接Blends 分子对接技术，用于预测分子间的相互作用。 𐟓ˆ MS脚本热导率、玻璃化转变温度、氢键数量、外应力、外加电场以及应力应变等脚本的计算。这些工具和技术可以帮助你深入了解材料的性质和行为，为材料科学和工程提供有力的支持。