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吸附是人类日常生活、工业生产和科学技术中普遍存在的一种现象,它在物理、化学、材料等领域起着重要的作用,甚至在某些工业领域(如催化)其应用更为重要。随着计算机技术的发展,分子模拟以其自身的优势在这一领域得到越来越多的关注。限域空间内流体发生的吸附是由流体分子与固体原子间的相互作用所引发的一种发生在多孔材料界面上的现象,研究吸附的目的就是寻找并发现隐藏在这一现象后面的规律,然后利用这些规律指导如何恰当地应用现有的多孔材料,以及正确地设计新型多孔材料。本文利用蒙特卡罗分子模拟,主要对吸附现象中流体的2D、3D相变以及气-液相平衡等进行了详细的分析,工作涉及的内容包括以下几个方面:(1)在实际生产应用中,有必要知道具有何种孔结构的限域空间具有最优的吸附能力,即单位物理体积可以填充相对较多的流体分子;另外更有必要知道不同限域空间内不同流体填充效应的异同。本文通过引入可进入孔容积概念,研究了不同限域空间内不同流体的填充效应,模拟出了长缝隙孔和圆柱孔内同种流体分子填充量和排列方式,发现系统的等量吸附热与液-固或液-液势能有重要关系;(2)对亚临界条件下流体的吸附等温线及等量吸附热进行了分析和研究,发现孔表面曲率和液-固相互作用势能阱深度会影响限域内流体的层状转变,固体表面缺陷对2D相变临界温度具有显著影响;(3)通过对限域内流体的相平衡进行研究,提出一种计算限域空间内流体相平衡位置的新方法—中间密度法,并通过实例和热力学方法证明了该方法的可行性。此外,本文还将这种新方法应用到了不同的吸附系统中,并分别对第一、第二定律相平衡转变进行了详细的研究、分析、对比,结果发现第二定律相平衡转变机制与限域内流体的毛细管蒸发机制相同;(4)鉴于传统的状态方程、密度泛函、分子模拟等方法在处理超临界状态下限域流体吸附行为时存在吸附热的无限大问题,通过引入吸附积分摩尔焓变这一表征方法解决了该问题。总而言之,利用蒙特卡罗分子模拟,通过对纳米限域空间内流体的吸附及相变行为进行研究,本文在吸附机理及相变等基础理论方面取得了一定成果,丰富了现有理论,有助于其更好的为生产、应用服务。