传统化石燃料的大量使用导致诸多环境污染气体的产生。SO₂作为其中一类对环境有害、人体有毒的产物,越来越受到广泛关注。碳纳米管是一种高性能的气体吸附材料,在气体吸附领域扮演着重要的角色。本文采用分子动力学（MD）结合巨正则蒙特卡洛（GCMC）模拟方法,研究了SO₂/N₂混合气体在原始碳纳米管、端口修饰的碳纳米管以及内表面修饰的碳纳米管中的吸附、扩散行为。主要得到了以下结论:在原始碳纳米管中,由于SO₂-CNT之间的强相互作用,碳纳米管对SO₂的吸附性能远高于N₂。随着纳米管直径的增加,SO₂在其中的吸附量逐渐增加,N₂的吸附量却逐渐减少。两种气体在碳纳米管中的吸附量均随着温度增加而减少。碳纳米管对SO₂/N₂的吸附选择性随着纳米管直径的增加而增强,随着温度的升高而减弱。吸附过程中SO₂的吸附热随温度的增加而减少。SO₂在纳米管中自扩散系数总体上随着温度的增加而呈现出递增的趋势,随碳纳米管直径的增大而越来越接近于体相扩散系数,且分子在直径较大的纳米管中受限效应越来越弱,所以纳米管直径的增加在一定程度上又会减少自扩散系数的值。气体分子在碳纳米管端口的迁移频率随着温度升高而增大。由于管内吸附了大量SO₂分子,故其迁移频率远大于N₂。碳纳米管端口的悬空键的修饰并不能改变纳米管的表面特性和内部容积,所以端口修饰的碳纳米管对气体的吸附性能不会产生显著的影响。修饰纳米管端口的基团在热运动过程中无疑会减少纳米管端口的有效面积,这对分子扩散特性有很大的影响。结果表明,在本文的研究条件下,SO₂在-OH修饰的碳纳米管中具有最大的扩散系数,在-COOH修饰的碳纳米管中,扩散系数最小。与原始碳纳米管相比,-OH的添加会略微促进SO₂分子的扩散运动。由于-COOH具有比-OH、-NH₂更长的链,故导致碳纳米管端口有效面积的减小,从而使得SO₂分子在端口的扩散受到阻碍。端口官能团对气体分子SO₂与N₂在端口迁移频率的影响显著性依次为-H>-OH>-NH₂>-COOH。用-OH、-NH₂、-COOH三种官能团对碳纳米管的内表面进行修饰后,对碳纳米管的表面特性和内部容积都产生了一定程度的影响。可以发现,两种气体在碳纳米管中的吸附量皆出现明显减少,并且混合气体在碳纳米管中的吸附量都遵循着-COOH<-NH₂<-OH<-H这一规律,但是碳纳米管对混合气体的选择性有明显增强。此外SO₂在吸附过程中的吸附热遵循着与吸附量相同的规律。表面修饰对纳米管的端口并没有显著的影响,故气体分子在碳纳米管端口的扩散特性几乎没有变化。