محاسبه و بررسی نفوذ و جذب برخی گازها در زئولیت-بتا با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی

زئولیت ها جامداتی بلوری با حفره های بسیار ریز هستند که از آن ها به عنوان جاذب و کاتالیزور در صنعت پتروشیمی و سایر صنایع شیمیایی می توان استفاده کرد. لذا بررسی نفوذ و مهاجرت مولکول های مهمان در زئولیت ها حائز اهمیت می باشد. زئولیت- بتا به دلیل دارا بودن مقدار سیلسیم فراوان و همچنین حلقه های 12 عضوی یک زئولیت بسیار مناسب برای استفاده در صنعت پتروشیمی محسوب می شود. یکی از بهترین روش ها برای محاسبه ی ضرایب نفوذ مولکول های مهمان در زئولیت ها روش شبیه سازی دینامیک مولکولی می باشد. این روش برای محاسبه ی برهم کنش های بین اتمی به یک تابع انرژی پتانسیل نیاز دارد که میدان نیرو نامیده می شود و می توان آن ها را ازمقالات معتبر استخراج کرد. در این تحقیق ضرایب خودنفوذی، انرژی جذب، انرژی فعال سازی و توابع توزیع شعاعی بنزن در زئولیت- بتا با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی محاسبه شده است و هدف از این تحقیق بررسی اثرات دما و بارگذاری روی رفتار دینامیکی و نفوذ مولکول های مهمان می باشد. برای شبیه سازی دینامیک مولکولی از نرم افزار شبیه سازیdl-poly استفاده شده است. برای تهیه ی سل شبیه سازی از 27 سلول واحد (3×3×3) زئولیت استفاده و شرایط مرزی دوره ای نیز اعمال شده است. شبیه-سازی ها برای زئولیت- بتا در دماهای 300 تا 900 کلوین و بارگذاری 1، 2 و 3 مولکول مهمان بر سلول واحد انجام شد. برای محاسبه ی برهم کنش های لنارد- جونز از یک شعاع قطع 13 آنگستروم استفاده شده است. در ابتدا برای رساندن سامانه به تعادل از مجموعه اجراهای nvt استفاده کردیم. سپس برای تعیین خواص دینامیکی، شبیه سازی ها با استفاده از مجموعه ی nve انجام شدند. در پایان مشاهده کردیم که با افزایش دما به دلیل افزایش تحرک مولکول ها ضریب نفوذ افزایش می یابد و با افزایش بارگذاری ضرایب خودنفوذی بنزن کاهش می یابد.