Skip to main content
SUPERVISOR
سامان علوی شوشتری (استاد راهنما) حسن حداد زاده (استاد مشاور) بیژن نجفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Amirseifadini
فاطمه امیرسیف الدینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Calculation and Investigation of Self-Diffusivity of Nitrogen and Carbon Monoxide Gases in ITQ-7 Zeolite Via Molecular Dynamics Simulation
In this thesis, molecular dynamics simulation has been used to study of the diffusion of nitrogen and carbon monoxide molecules in an almost new zeolite with ISV code and Si 64 O 128 chemical formula. Zeolites are an important Molecular dynamics is a method for the simulation of thermodynamic behavior of materials in three phases –solid, liquid and gas- via forces, velocities and positions of particles. Among these factors, force is the most important factor. In 13 ? for all simulated systems.. Simulations were performed at loadings of 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 and 20 nitrogen molecules per unit cell and at loadings of 4, 8,12 and 20 carbon monoxide molecules per unit cell at 200 K, 298 K, 400 K, 500 K, 600 K and 700 K temperatures. The main purpose of this simulation is the study of properties such as the mean square displacement, diffusion coefficient, radial distribution function, adsorption energy, and activation energy. In all the simulations via DL-POLY2 software, pressure and time step of each system were fixed at 1 bar and 0.001 ps respectively. First, the simulations for each loading were performed in canonical ensemble at six different temperatures during 100 ps (100 000 steps) to reach the equilibration of the systems. Then, each of the equilibrium systems was simulated in micro canonical ensemble during 100 ps (100 000 steps) to get the dynamic properties as named above. The slope of the curves of mean square displacement vs time increases with temperature at all loadings. The calculated diffusion coefficient at fixed loading increases with temperature and decreases as the loading increases at a given temperature. The predicted activation energies via Arrhenius equation at all loadings were nearly the same, which implies that the diffusion coefficients are less dependent on the loading and more dependent on temperature. Radial distribution functions of different atomic sites were obtained at various temperatures and loadings and the highest peak shifts were observed in nitrogen – nitrogen RDFs. Adsorption energies per a nitrogen and carbon monoxide molecule in the ITQ-7 zeolite were calculated as a function of the number of molecules in the unit cell, which decrease with temperature. It is observed that the diffusion of these two gases is very close to each other, which shows that the mass of these two gases play the main role in this traort property.
در این پایان نامه از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه‌ی نفوذ مولکول‌های نیتروژن و مونوکسیدکربن در زئولیت ITQ-7 با کد ISV و فرمول شیمیایی Si 64 O 128 استفاده شده است. دینامیک مولکولی روشی برای شبیه سازی رفتار ترمودینامیکی مواد در سه فاز جامد، مایع وگاز با استفاده از نیروها، سرعت ها و مکان ذرات است. در بین این عوامل، نیرو مهم ترین عامل است. در شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیک، نیرو از پتانسیل کلاسیک بدست می آید. شبیه‌سازی‌ها در بارگذاری‌های 4، 6، 8، 10، 12، 14، 16 ، 18 و 20 مولکول بر سلول واحد نیتروژن و4، 8، 12 و 20 مولکول بر سلول واحد مونوکسیدکربن و در دماهای 200، 298، 400، 500، 600 و 700 کلوین انجام شدند. هدف از این شبیه سازی ها، مقایسه ی نفوذ گازهای نیتروژن و مونوکسیدکربن و همچنین مطالعه ی کمیت هایی مانند انرژی جذب، میانگین مربع جابجایی، ضریب نفوذ، تابع توزیع شعاعی و انرژی اکتیواسیون است. با رسم منحنی‌های میانگین مربع جابجایی مستخرج از داده‌های فایل history مشاهده می‌شود که بطور کلی در تمامی بارگذاری ها با افزایش دما شیب منحنی ها افزایش می یابد. ضرایب نفوذ در بارگذاری‌ها و دماهای مختلفی محاسبه شدند و همانطور که انتظار می‌رفت این ضرایب با افزایش دما، روند صعودی و با افزایش بارگذاری، روند نزولی دارند . همچنین مشاهده شد که ضرایب نفوذ گاز مونوکسیدکربن به مقدار جزئی کمتر از گاز نیتروژن می باشد که به دلیل ممان دو قطبی جزئی مونوکسیدکربن است که از نفوذ بیشتر جلوگیری می کند. انرژی‌های اکتیواسیون به دست آمده از معادله‌ی آرنیوس برای تمامی بارگذاری‌ها 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 سایت‌های اتمی گوناگون در دماها و بارگذاری‌های مختلف بدست آمدند که بیشترین تغییرات در سایت نیتروژن- نیتروژن مشاهده شد. انرژی‌های جذب به ازای یک مولکول نیتروژن و یک مولکول مونوکسیدکربن در زئولیت ITQ-7 بر حسب تعداد مولکول‌ها در سلول واحد و در دماهای مختلف محاسبه شدند. مشاهده می‌شود با افزایش دما در یک بارگذاری ثابت ، انرژی جذب ، به سمت مقادیر کمتر میل می‌کند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی