摘要:为阐明CO对CH4在高岭石表面吸附和扩散的影响机理,采用分子模拟计算了CO/CH4单组分气体和混合气体在高岭石表面的吸附量和扩散系数及其随压力的变化规律,并分析了密度分布函数、径向分布函数和相互作用能的变化规律。研究结果表明:CO/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,CO吸附量大于CH4吸附量;高岭石吸附CO/CH4混合气体时,,且CO分子的影响下的CH4不再符合Langmuir规律;随着CO吸附量增大,CH4的扩散系数呈指数规律降低;在整个孔隙空间内,CO的分子密度均显著超过了CH4的分子密度,说明相同条件下,CO具有明显的竞争吸附优势,这是由于高岭石在吸附CO过程中形成了氢键,而CH4则没有形成氢键。CH4气体分子之间的相互作用力强于CO气体分子之间的相互作用力,吸附过程中CH4气体分子之间的结合更为紧密,这导致了CH4扩散系数的降低。研究结果揭示了高岭石对CO/CH4混合气体的吸附和扩散特性,为阐明CO和CH4在黏土矿物中的赋存和运移机理提供了一定的理论基础。