Estudio de la adsorción de materiales mesoporosos simples y complejos mediante simulación molecular Público Deposited
El estudio del proceso de adsorción gas - sólido involucra la interacción fluido - sólido principalmente. Existen otros factores que promueven la interacción con el sólido, uno de ellos es la estructura del sólido. Uno de los fenómenos que no está totalmente comprendido es la adsorción-desorción de moléculas sobre una superficie; este proceso da lugar a la formación del ciclo de histéresis, o la histéresis capilar si el fenómeno se lleva a cabo en tubos pequeños. En el presente trabajo reportamos un estudio de simulación molecular aplicado a sólidos porosos, utilizando principalmente el modelo de Ising en 3D y algunas otras técnicas. En el capítulo 1, damos una introducción general y en el capítulo 2 el estado del arte de la adsorción en sistemas mesoporosos. También en el capítulo 2, damos un resumen general de la ecuación de Kelvin, pieza clave en el desarrollo de la física implicada en la adsorción de materiales porosos. En el capítulo 3, hacemos un análisis para determinar el mejor ensamble estadístico para simular la adsorción en poros. En el capítulo 4, hacemos un estudio del efecto de tamaño finito en un cilindro perfecto, la importancia de la longitud y la fase vapor. En este capítulo encontramos que la longitud de un poro cilíndrico afecta el ciclo de histéresis y que si queremos modelar la isoterma de desorción es necesario dejar un espacio de vapor en la periferia del poro dentro de la caja de simulación para imitar la interface entre el gas y el líquido. Proponemos una manera de calcular la isoterma promedio entre estructuras propuestas (capítulo 5). En este capítulo reportamos un promedio de una colección de isotermas generados con nuestro programa, lo cual resulta en una isoterma que se asemeja a las BJH reportadas en trabajos experimentales. Finalmente analizamos mediante un barrido de temperaturas, (capítulo 6) los distintas formas del ciclo de histéresis.
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