碳纳米管内水吸附行为及等量吸附热的巨正则Monte Carlo模拟

来源：计算物理杂志2024年第2期北京时间：

作者：刘晨, 刘忠军, 赵明慧, 敖庆波

摘要：采用巨正则蒙特卡罗方法对单壁碳纳米管-水吸附体系进行计算模拟，通过对吸附和脱附等温线、局部密度分布、等量吸附热等进行表征，系统研究298 K时孔长、孔径以及表面强度对孔隙内水吸附行为的影响。结果表明：孔径效应对孔内水吸附行为影响显著，随着孔径逐渐增大，水分子先后以单链水、双链空心水环、水团簇的排列状态在孔内完成吸附。孔长在4~8 nm范围内时，随着孔长变大，发生吸附的初始压力越来越小，但当孔长增加到10 nm时，其对初始吸附压力的影响不再明显。最后，随着表面强度增大，发生水吸附的初始压力越来越小；同时，较小表面强度水分子的毛细蒸发相变过程瞬间完成，而当表面强度提高到40 K时，毛细蒸发相变过程则呈现出连续、逐渐完成的特点。

关键词：碳纳米管, 吸附作用, 蒙特卡罗模拟, 等量吸附热, 相变