Skip to main content
SUPERVISOR
حسن حداد زاده (استاد مشاور) سامان علوی شوشتری (استاد راهنما) بیژن نجفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Razieh Rabei Dehnavi
راضیه ربیعی دهنوی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Investigation of Self-diffusivity of Halomethanes in FAU Zeolite Via Molecular Dynamics Simulation
The diffusion of halomethanes in zeolites is attracting a great deal of attention at present due to its relevance to environmental issues concerning ozone-depleting chlorofluorocarbons (CFCs) and the removal of chlorinated solvent residues from contaminated groundwater and soils. For example, NaY zeolite can be used to separate various hydrofluorocarbons (HFCs) during the manufacture of CFC substitudes. This thesis deals whit the diffusion of CFCl 3 , CF 2 Cl 2 , CF 3 Cl and CF 4 in FAU zeolite by means of molecular dynamics simulation. 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 Using these interatomic potentials, the diffusion coefficients, activation energy corresponding to the adsorbate motions within FAU zeolite, heats of adsorption and radial distribution functions (RDFs) for halomethanes in a wide range of temperature (200-700K) were evaluated. The interatomic potentials previously described for modeling the whole system were implemented in the DL_POLY program in the NVT ensemble and then NVE ensemble. A cutoff of 13 ? was used. A time step of 1fs was selected, with simulation run at loading of 8 molecules per unit cell. The simulations spanned a range of temperatures between 200 and 700K, each for teps (NVE ensemble), following teps of equilibration(NVT ensemble). We observed that the slope of the curves of MSD increase with temperature. The values of the diffusion coefficients increase with temperature. Diffusion coefficient depends on mass and dipole moment of halomethane molecules. Diffusion coefficients decrease with increase of mass and dipole moment. The predicted activation energies via Arrhenius equation were obtained. Activation energy increases with increase of mass and dipole moment. The simulated adsorption heats were estimated at the coverage of 1 molecule per unit cell, which decrease with temperature. Radial distribution functions of different atomic sites were obtained at various temperatures. Highest peak shifts were observed by increase of temperature
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 به دست می آید.در این پایان نامه از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه‌ی نفوذ مولکول‌های هالومتان در زئولیت FAU 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 شبیه سازی ها، مطالعه ی کمیت هایی مانند میانگین مربع جابجایی، ضریب نفوذ، انرژی اکتیواسیون، انرژی جذب و تابع توزیع شعاعی است. در تمامی شبیه‌سازی‌های انجام شده، فشار برابر بایک بار قرار داده شد.ابتدا شبیه سازی‌ها برای هر مولکول و در هر دما، در انسامبل کانونیکال با نرم افزار DL POLY2 در طی(ns 300 (step 300000 انجام شد تا سیستم ها به تعادل برسند، سپس برای به دست آوردن خواصی که در بالا ذکر شد، هر یک از سیستم های به تعادل رسیده در مجموعه‌ی میکرو کانونیکال در طی 500ns,500000step شبیه‌سازی شد. با رسم منحنی‌های میانگین مربع جابجایی مشاهده می‌شود که به طور کلی برای همه ی مولکول ها، با افزایش دما شیب منحنی ها افزایش می یابد. 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.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی