摘要：鉴于环保混合气体C4F7N/CO2(g3)的分解产物对其绝缘与安全性能均有重要影响,研究了g3气体分解产物与分子筛吸附剂的相互作用,为设计适于g3工程应用的吸附剂提供理论依据。采用巨正则系综MonteCarlo方法与分子动力学模拟研究了g3及其13种分解产物CO、CF2=CFCN、COF2、C2F6、C3F8、C2F5CN、CF3CN、C2F4、(CN)2、HF、(CF3)2CHCN、(CF3)2C=CF2、(CH3)2Si F2在Na-4A分子筛中的吸附特性,获得了饱和吸附量、吸附等温线、吸附自由能、吸附结构、扩散系数等关键参数。分子筛的每个α笼可以吸附2个C4F7N分子,饱和吸附量(质量摩尔浓度)为1.18 mol/kg。当与CO2混合后,C4F7N的吸附量显著降低至0.22 mol/kg。分子筛对全氟代烷烃与烯烃的吸附能力较弱,更易于优先且高效吸附各种剧毒性分解产物,按吸附量高低依次为HF>COF2>(CN)2>CF3CN>C2F5CN。鉴于吸附量仅为1.99 mol/kg且自由能较高,分子筛并不适合用于吸附CO。

关键词：环保绝缘气体 吸附剂 分解产物 分子筛 分子模拟 

单位：武汉大学化学与分子科学学院; 武汉430072; 中国电力科学研究院有限公司; 北京100192; 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院; 合肥230022