• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • سپندا

    کاربر مهمان
    سه شنبه 30 آبان 1396| 54.80.33.183 :Your IP
    سامانه پایان نامه های دانشگاه اصفهان (سپندا)



    عنوان :
    بررسی اثر دما و مطالعه نفوذ استیلن در شبکه MOF-508a به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1393
    زبان : Persian
    شماره سند : 12509
    موضوع :شیمی گرایش شیمیفیزیک
    پژوهشگر : عاطفه محبوبی
    توصیفگر لاتین : Metal organic framework ? Molecular dynamic simulation ? Self-diffusion ? Activation energy
    توصیفگر فارسی : شبکه های فلزی- آلی ◄ مولکول های استیلن ◄ شبیه سازی دینامیک مولکولی ◄ نفوذ خودی ◄ انرژی فعالسازی
    دانشکده : دانشکده شیمی، گروه شیمیفیزیک
    مقطع : کارشناسی ارشد

    استاد راهنما : ناهید فرضی
    استاد مشاور : حسن سبزیان
    سال دفاع : 1393
    شماره رکورد : 12509
    شماره راهنما : CHE2 515
    فهرست : فهرست مطالب
    عنوان صفحه
    فصل اول: مقدمه و مبانی نظری
    1-1- شبکه‏های فلزی- آلی (MOFs) 1
    1-1-1- روش‏های شناسایی ساختار و اندازه‏گیری تخلخل در ساختار‏های شبکه‏های فلزی- آلی 2
    1-1-2- ویژگی شبکه‏های فلزی- آلی 3
    1-1-3- طراحی و سنتز شبکه‏های فلزی- آلی 4
    1-1-4- کاربرد‏های شبکه‏های فلزی - آلی 6
    1-1-5- شبکه فلزی- آلی MOF-508a 8
    1-1-6- روش تجربی برای سنتز شبکه MOF-508a 11
    1-1-7- اندازه‏گیری‏های جذبی در MOF-508a 11
    1-2- شیمی محاسباتی و مکانیک مولکولی 12
    1-2-1- شبیه‏سازی‏های رایانه‏ای 14
    1-2-2- الگوریتم‏های انتگرالگیری 18
    1-2-3- پتانسیل برهمکنش 21
    1-2-4- شرایط مرزی 25
    1-2-5- قرار‏داد حداقل تصویر 27
    1-2-6- نفوذ 27
    1-2-7- متوسط مربع جابجاییها و ضریب نفوذ 29
    1-2-8- تعیین تابع توزیع شعاعی از طریق دینامیک مولکولی 33
    1-2-9- مکانیک مولکولی به‏عنوان یک روش آماری 34
    1-2-10- محدودیت‏های شبیه‏سازی دینامیک مولکولی 37
    1-3- شبیه‏سازی و شبکه‏های فلزی- آلی 38
    1-4- اهداف تحقیق حاضر 40
    فصل دوم: آماده‏سازی و انجام محاسبات
    2-1- برنامه dl-poly و کاربردهای آن 42
    2-2- ساخت پرونده‏های ورودی dlpoly برای بررسی نفوذ استیلن در شبکه MOF-508a 43
    عنوان صفحه
    2-2-1- پرونده ورودی ساختار 43
    2-2-2- پرونده ورودی کنترل 44
    2-2-3- پرونده ورودی میدان 44
    2-3- ثابت گرفتن اتم‏های شبکه MOF-508a در شبیه‎‏سازی 48
    2-4- آماده‏سازی پرونده‏های ورودی حاوی شبکه MOF-508a و مولکول‏های استیلن 49
    2-5- شبیه‏سازی نفوذ استیلن در شبکه فلزی- آلی MOF-508a 50
    فصل سوم: نتایج و بحث
    مقدمه 53
    3-1- متوسط مربع جا‏‏بجایی‏ها 54
    3-2- ضریب نفوذ 60
    3-3- محاسبه انرژی اتصال 62
    3-4- محاسبه انرژی فعالسازی برای جهش مولکول‏های استیلن درون شبکه MOF-508a 64
    3-5- بررسی تابع توزیع شعاعی برای فواصل کربن-کربن مولکول‏های استیلن مختلف 66
    3-6- نتیجه‏گیری 67
    3-7- منابع 69
    3-8- پیوست 1: بخشی از پرونده ورودی ساختار شبکه انعطاف‏پذیر در این شبیه‏سازی 74
    3-9- پیوست 2: پرونده ورودی کنترل شبکه انعطاف‏پذیر در این شبیه‏سازی 75
    3-10- پیوست 3: بخشی از پرونده ورودی میدان شبکه انعطاف‏پذیر در این شبیه‏سازی 76
    3-11- پیوست 4: برنامه فرترن استفاده شده برای محاسبه طول پیوند 78
    3-12- پیوست 5: برنامه فرترن استفاده شده برای محاسبه زاویه پیوند 80
    3-13- پیوست 6: برنامه فرترن استفاده شده برای محاسبه زاویه دووجهی 82
    3-14- پیوست 7: بخشی از پرونده ورودی ساختار شبکه صلب در این شبیه‏سازی 84
    3-15- پیوست 8: بخشی از پرونده ورودی میدان شبکه صلب در این شبیه‏سازی 85



    چکیده :
    چکیده شبکه‏های فلزی- آلی دسته جدیدی از مواد متخلخل هستند که شامل اتم‏های فلزی هستند که به وسیله لیگاندهای آلی به هم‏دیگر متصل شده‏اند. شبکه‏های فلزی- آلی در چند سال اخیر به دلیل کاربردهای وسیع در ذخیره گاز‏های مختلف، جداسازی گاز‏ها و فرآیند‏های کاتالیستی، مورد توجه قرار گرفته‏اند. به منظور گسترش فناوری جداسازی به وسیلهMOF ها، داشتن داده‏ها و دیدگاه‏ها در زمینه نفوذ و انتشار مولکول‏های مهمان ضروری است. شبیه‏سازی دینامیک مولکولی یک روش قدرتمند برای شبیه‏سازی و بررسی چنین سیستم‏هایی است. در این پژوهش، شبیه‏سازی دینامیک مولکولی برای بررسی ضریب نفوذ خودی مولکول‏های استیلن در MOF-508a استفاده شده است. 8 سلول واحد MOF-508a با تعداد کل 864 اتم برای ایجاد جعبه شبیه‏سازی و شرایط مرزی دوره‏ای به کار برده شده است. رفتار 4، 8 و 12 مولکول استیلن در سیستم شبیه‏سازی شده در ناحیه دمایی 300 تا 400 کلوین به وسیله برنامه دینامیک مولکولی dl-poly مورد بررسی قرار گرفته است. ضریب نفوذ خودی، انرژی فعالسازی، انرژی اتصال و تابع توزیع شعاعی مولکول‏های استیلن محاسبه شده است. نتایج نشان می‏دهد که با افزایش دما، ضریب نفوذ خودی افزایش می‏یابد، در حالی که با افزایش تعداد استیلن‏ها، ضریب نفوذ خودی و انرژی فعالسازی کاهش پیدا می‏کند. متوسط مربع جابجایی مولکول‏های استیلن در جهت‏های x، y و z محاسبه شدند. نتایج نشان داد که جابجایی مولکول‏های استیلن در جهت x و z بسیار بیشتر از جهت y است. انرژی اتصال مولکول‏های استیلن به MOF-508a با افزایش دما و افزایش تعداد مولکول‏های استیلن‏ کاهش می‏یابد. کلمات کلیدی: شبکه‏های فلزی- آلی، مولکول‏های استیلن، شبیه‏سازی دینامیک مولکولی، نفوذ خودی، انرژی فعالسازی.

    چکیده انگلیسی :
    Abstract Metal-organic frameworks (MOFs) are a new class of porous materials that consist of metal atoms that are connected by organic linkers. In recent years there has been a significant increase in research on MOFs in view of several potential applications in catalysis, gas storage and gas separation. To develop separation technologies using MOFs, it is essential to have data and insights into adsorbing and diffusing of guest molecules. Molecular dynamic simulation as a powerful method is applicable for simulation and investigation of such systems. In this research, the molecular dynamic simulation has been applied to investigate self-diffusion of acetylene molecules in MOF-508a. Eight unit cell of MOF-508a with total 864 atoms are used to make the simulation box, and periodic boundary conditions are applied. The behavior of 4, 8, and 12 acetylene molecules in the simulated system in the temperature region 300 - 900 K is investigated with the DL_POLY molecular dynamics program. Self-diffusion, activation energy, binding energy, and the redial distribution function have been calculated. It is shown the self-diffusion increases with temperature but increasing of the acetylene molecules decreases the self-diffusion and the activation energy. Mean square displacements of acetylene molecules in x, y and z directions have been calculated. The results show that the displacements of acetylene molecules in x and z directions are too more than y direction. The binding energy of acetylene molecules to MOF-508a has reduced with temperature and concentration of acetylene molecules. Keywords: Metal organic framework, Molecular dynamic simulation, Self-diffusion, Activation energy.


    کلید واژه ها :
    شبکه های فلزی- آلی ◄ مولکول های استیلن ◄ شبیه سازی دینامیک مولکولی ◄ نفوذ خودی ◄ انرژی فعالسازی,Metal organic framework ◄ Molecular dynamic simulation ◄ Self-diffusion ◄ Activation energy

    مرداد1393
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of Science Department of Chemistry M.Sc. Thesis Molecular Dynamics Simulation of Acetylene Diffusion in MOF-508a Supervisor: Dr. Nahid Farzi Advisor: Dr. Hassan Sabzyan By: Atefeh Mahboobi August 2014
    فصل اول : 1-41
    فصل دوم : 42-52
    فصل سوم : 53-87
    فصل چهارم :
    فصل پنجم :
    فصل ششم :