محاسبه و بررسی نفوذ گاز دی سولفید کربن در زئولیت ‏itq-7‎‏ به روش ‏شبیه سازی دینامیک مولکولی

در این پایان نامه از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه ی نفوذ مولکول های دی سولفید کربن در زئولیت ‏itq-7‎‏ با کد ‏isv‏ و فرمول شیمیایی si64o128‏ ‏ استفاده شده است. دینامیک مولکولی روشی برای شبیه‏سازی رفتار ترمودینامیکی مواد در سه فاز ‏جامد، مایع وگاز با استفاده از نیروها، سرعت‏ها و مکان ذرات است. در بین این عوامل، نیرو مهم‏ترین عامل است. در شبیه‏سازی دینامیک ‏مولکولی کلاسیک، نیرو از پتانسیل کلاسیک بدست می‏آید. شبیه سازی ها در بارگذاری های 2، 4، 6، 8، 10، 12، 14و 16 مولکول بر ‏سلول واحد و در دماهای 200، 298، 400، 500، 600 و 700 کلوین انجام شدند. هدف از این شبیه‏سازی‏ها، مطالعه‏ی کمییت هایی مانند ‏انرژی جذب، میانگین مربع جابجایی، ضریب نفوذ، تابع توزیع شعاعی و انرژی اکتیواسیون است. در تمامی شبیه سازی های انجام شده، فشار ‏برابر با ‏0/1 و گام زمانی هر سیستم در طی شبیه‏سازی ‏ps‏ 001/0 قرار داده شد. ابتدا شبیه سازی ها برای هر بارگذاری در انسامبل ‏کانونیکال در شش دمای مختلف با نرم افزار ‏dl poly2‎‏ در طی ‏ ‏3 (‏ ‏300000) انجام شد تا سیستم‏ها به تعادل برسند. سپس ‏برای بدست آوردن خواصی که در بالا ذکر شد، هر یک از سیستم‏های به تعادل رسیده در مجموعه ی میکرو کانونیکال در طی ‏ ‏5 ‏‏(‏step‏ 500000) شبیه سازی شد. با رسم منحنی های میانگین مربع جابجایی مستخرج از داده های فایل ‏history‏ مشاهده می شود که بطور ‏کلی در تمامی بارگذاری‏ها با افزایش دما شیب منحنی‏ها افزایش می‏یابد. ضرایب نفوذ در بارگذاری ها و دماهای مختلفی محاسبه شدند و ‏همانطور که انتظار می رفت این ضرایب با افزایش دما، روند صعودی و با افزایش بارگذاری، روند نزولی دارند. انرژی های اکتیواسیون به ‏دست آمده از معادله ی آرنیوس برای تمامی بارگذاری ها مقدار تقریباً یکسانی داشت و این دلالت بر آن دارد که ضرایب نفوذ وابستگی ‏بیشتری به دما و وابستگی کمتری به بارگذاری نشان می دهند. توابع توزیع شعاعی سایت های اتمی گوناگون در دماها و بارگذاری های ‏مختلف بدست آمدند که بیشترین تغییرات در سایت کربن- کربن مشاهده شد. انرژی های جذب به ازای یک مولکول دی سولفید کربن ‏در زئولیت ‏itq-7‎‏ بر حسب تعداد مولکول ها در سلول واحد و در دماهای مختلف محاسبه شدند. مشاهده می شود با افزایش بارگذاری ‏در یک دمای خاص، انرژی جذب بیشتر می شود و با افزایش دما، انرژی جذب در یک بارگذاری ثابت، به سمت مقادیر کمتر میل می کند.‏