Veszprmi Egyetem Mrnki Kar

stacionrius rszecsketranszfer szimulcija monte carlo alapokon

Kristf TamsPannon Egyetem, Kmia IntzetFizikai Kmia Intzeti TanszkSzabadenergia Mtrafred, 2011. oktber 21.

1CLMolekulris szimulcis eszkzeink ma kifinomult molekula- s klcsnhatsi modellek hasznlatt s sszetett jelensgek vizsglatt teszik lehetv. gy a nano-/mikro- s mezoprusos adszorbensekben lejtszd szorpcis s diffzis folyamatok megrtst s a szorpcis-diffzis tulajdonsgok meghatrozst clz kutatsokban is mindinkbb nlklzhetetlenek. E terleten mra lehetv vlt a ksrleti vizsglatok kzvetlen tmogatsa molekulris szimulcikkal (ksrleti eredmnyek kirtkelse, nehezen vagy egyltaln nem mrhet tulajdonsgok viszonylag pontos meghatrozsa). Az adszorbensek ksrleti vizsglataival val mind kzvetlenebb egyttmkds a molekulris szimulciktl idben s trben egyre inkbb mezoszkopikus szint jelensgek/rendszerek tanulmnyozst kvnja. Egyszer fluidumok s elegyeik szorpcis-diffzis sajtsgainak meghatrozst vgezzk zeolitokban s ms alumino-sziliktokban, elssorban empirikus szelektivitsuk szmtsa/rtelmezse cljbl. Jelenlegi clunk membrntranszport kzvetlen molekulris szimulcija.2Stacionrius diffziIdelis eset !

Problma: koncentrci aktivits D helyfggse

Szimulcis nehzsgek bonyolultabb all-atom modellrendszerek esetn s a mezoszkopikus sklhoz kzeltve

3. Csnyi - T. Kristf Gy. Lendvay: J. Phys. Chem. C 113, 12225 (2009).

NaA(4) zeolit szelektivitsnak vizsglata

fm-3c4Rszecsketranszfer kt reservoir kzttDCV-MD

Dinamikus Monte CarloEgy hagyomnyos MC lpsekkel generlt llapotok sorozata megfeleltethet a rendszer idbeli vltozsnak. Markov-lnc:

Az eltelt id MC szimulcis lpsekben mrhet (MCS).A DMC szimulci paramtereit tbbkomponens rendszerekben is be lehet gy lltani, hogy a szimulci visszaadja a rendszer vals (MD) dinamikjt. Egyszer esetekben a kulcsparamter a megengedett maximlis ellpshossz.

Dinamikus Monte CarloKalibrls MD-hez:

Dinamikus Monte CarloJavasolt mdszer tbbkomponens rendszerekre MD-kalibrci nlkl

Standard MC rszecskekivlasztsi valsznsg (1/N) s elfogadsi kritrium alkalmazsa. rmax meghatrozsa abbl az thosszbl, amelyet egy rszecske egy MC lpssel tlagosan megtehet a szomszdjaival val tkzs nlkl.A dinamikus tulajdonsgok sklzsa a rszecskk tmegnek gykvel.

G. Rutkai - T. Kristf: J. Chem. Phys. 132, 104107 (2010).DCV-MD vs. DCV-DMCETOMICA-alkalmazs vs. sajt fejleszts MCscLJ (rc=3,5), Powles-membrn (fcc)

COH2CO2CH4T=1100 K p150 barp210 bar

GCMC szimulci minden tartomnyra !LEMC megfelel -profillal

Virtulis transzfer mrse a tartomnyok kzttLEMC + virtulis transzlcis MC-lpsek

A kmiai potencilok iterlsaA kmiai potencilok klnbsgei az egyes tartomnyok kztt, s ezek sszege (az 1. s az M. tartomny valdi tmbfzis):

Egy kvetkez itercis lpsben:

Vlaszts:

LEMC a komponensramok mrsvel: nhny eredmnyPowles-membrnWCA-fluidum (rc1,12 ) scLJ-fluidum (rc=1,5 )T*ja/jb(DMC) ja/jb (DMC) T*=3,0ja/jb(DMC) ja/jb (DMC)4,919 (20)0,32 (0,36)12 (12)0,20 (0,20)3,024 (24)0,40 (0,38) 1,242 (48)0,68 (0,76)/1a/(kT)=1b/(kT)=-6/ /1b/(kT)=-6, 1a/(kT)=-10/Ma/(kT)=Mb/(kT)=-12/ Ma/(kT)=Mb/(kT)=-16/

LEMC a komponensramok mrsvel: nhny eredmnyPowles-membrnWCA-fluidum (rc1,12 ) scLJ-fluidum (rc=1,5 )T*ja/jb(DMC) ja/jb (DMC) T*=3,0ja/jb(DMC) ja/jb (DMC)4,919 (20)0,32 (0,36)12 (12)0,20 (0,20)3,024 (24)0,40 (0,38) 1,242 (48)0,68 (0,76)/1a/(kT)=1b/(kT)=-6/ /1b/(kT)=-6, 1a/(kT)=-10/Ma/(kT)=Mb/(kT)=-12/ Ma/(kT)=Mb/(kT)=-16/

- LEMC: kzelts- DMC tbb komponensre: nyilvnvalan kzeltsde: a DMC kalibrcija javthat

Mlyrehat elmleti vizsglatokra van mg szksg !

A fejlesztsi folyamat szempontjai- LEMC: kzelts- DMC tbb komponensre: nyilvnvalan kzeltsde: a DMC kalibrcija javthat

Mlyrehat elmleti vizsglatokra van mg szksg !

Az rdekes (elrhet) ksrleti eredmnyek majdnem mindig ramadatok (rammrs: metodikai javtsi lehetsgek)Kezdeti eredmnyek zeolittal

Specilis technikk rszecskebehelyezsre

Nagyobb membrn kisebb felbonts (coarse-grained) modellek alkalmazsa

A fejlesztsi folyamat szempontjai