بررسی نفوذ هالومتان ها در زئولیت fau به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی

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 به دست می‏آید.در این پایان نامه از روش شبیهسازی دینامیک مولکولی برای مطالعهی نفوذ مولکولهای 3 cfcl، 2cl2 cf، cl3 cfو 4 cf در زئولیت fau با فرمول شیمیایی384 o 192 si استفاده شده است. شبیهسازیها در بارگذاری 8 مولکول بر سلول واحد و در دماهای 200، 298، 400، 500، 600 و 700 کلوین انجام شدند. هدف از این شبیه‏سازی‏ها، مطالعه‏ی کمیت هایی مانند میانگین مربع جابجایی، ضریب نفوذ، انرژی اکتیواسیون، انرژی جذب و تابع توزیع شعاعی است. در تمامی شبیهسازیهای انجام شده، فشار برابر با bar 0/1 و گام زمانی هر سیستم در طی شبیه‏سازی ps 001/0 قرار داده شد. ابتدا شبیه سازیها برای هر مولکول و در هر دما، در انسامبل کانونیکال با نرم افزار dl poly2 در طیns 3 (step 300000) انجام شد تا سیستم‏ها به تعادل برسند، سپس برای به دست آوردن خواصی که در بالا ذکر شد، هر یک از سیستم‏های به تعادل رسیده در مجموعهی میکرو کانونیکال در طی ns 5 (step 500000) شبیهسازی شد. با رسم منحنیهای میانگین مربع جابجایی مشاهده میشود که به طور کلی برای همه ی مولکول ها، با افزایش دما شیب منحنی‏ها افزایش می‏یابد. ضرایب نفوذ برای هر مولکول در دماهای مختلف محاسبه شدند و همان طور که انتظار میرفت این ضرایب با افزایش دما، روند صعودی و با افزایش ممان دوقطبی، روند نزولی دارند. انرژیهای اکتیواسیون به دست آمده از معادلهی آرنیوس، با افزایش ممان دوقطبی، افزایش می یابد. انرژیهای جذب به ازای یک مولکول هالومتان در زئولیت fau در دماهای مختلف محاسبه شدند. مشاهده میشود که با افزایش دما انرژی جذب به سمت مقادیر کمتر میل کرده و با افزایش تعداد اتم های فلوئور، کاهش می یابد. توابع توزیع شعاعی سایتهای اتمی گوناگون در دماها ی 200 و 700 کلوین به دست آمدند. افزایش دما سبب پهن شدن پیک اول و کاهش شدت آن میشود.