为阐明C2H6/CH4在高岭石表面的竞争吸附机理,采用蒙特卡洛法模拟计算了C2H6/CH4单组分气体和混合气体在高岭石表面的吸附量、吸附热和相互作用能及其随压力的变化规律,并分析了吸附密度的分布规律。模拟结果表明:C2H6/CH4单组分气体在高岭石的吸附量均呈先增大后趋于平衡的规律,符合Langmuir模型,且相同温度压力条件下,C2H6吸附量大于CH4吸附量;高岭石吸附C2H6/CH4混合气体时,C2H6的吸附具有明显的竞争优势;C2H6和CH4的吸附热均小于42kJ/mol,说明C2H6和CH4在高岭石中的吸附属于物理吸附;高岭石和C2H6之间的相互作用能大于高岭石和CH4之间的相互作用能,表明高岭石和C2H6具有更强的相互作用;C2H6密度分布曲线的峰值大于CH4,且吸附距离更小,也说明了C2H6比CH4具有更强的吸附能力。研究结果揭示了高岭石对CH4/C2H6混合气体的吸附特性,为阐明C2H6和CH4在黏土矿物中的赋存机理提供了一定的理论基础。

国家自然科学基金资助项目(U1810102)；