CO2_CH4与煤表面含氧官能团相互作用密度泛函理论研究

　　

运用量子化学密度泛函理论（DFT）模拟方法，从微观角度模拟了煤矿中3种常见分子(H₂O、CO₂、CH₄)在煤表面4中常见含氧官能团上的吸附机理。研究了吸附质分子以及煤中各含氧官能团的静电势，H₂O、CO₂、CH₄与含氧官能团的吸附距离和吸附能以及吸附前后的Mulliken电荷转移量。结果表明：各含氧官能团最大正静电势的大小顺序为-COOH>-OH>-C=O>-OCH₃；最大负静电势的大小顺序为-OH>-OCH₃>-COOH>-C=O。吸附质分子最大正负静电势的大小顺序均为H₂O>CO₂>CH₄。吸附能计算结果表明3种分子的吸附强度存在H2O>CO2>CH4的关系，H₂O在各含氧官能团上的吸附强度顺序为-COOH>-OCH3>-OH>-C=O，CO₂和CH₄吸附强度顺序为-OCH₃>-COOH>-OH>-C=O。从Mulliken含氧官能团中的氧原子易得电子，吸附质电子转移量越大，吸附越稳定，吸附稳定性顺序为H₂O>CO₂>CH₄。

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