Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/42572
Title: COMPUTATIONAL CHEMISTRY CALCULATIONS OF STRUCTURE EFFECTS AND DIFFUSION OF ETHANE AND NITROGEN IN ZEOLITIC IMIDAZOLATE FRAMEWORK-8
Other Titles: การคำนวณทางเคมีเชิงคอมพิวเตอร์ของผลของโครงสร้างและการแพร่ของอีเทนและไนโตรเจนในโครงซีโอไลติกอิมิดาโซเลต-8
Authors: Tatiya Chokbunpiam
Advisors: Supot Hannongbua
Rungroj Chanajaree
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: [email protected]
[email protected]
Subjects: Ethylene
Petroleum chemicals
Chemistry -- Mathematics
เอทิลีน
สารปิโตรเคมี
เคมี -- คณิตศาสตร์
ปริญญาดุษฎีบัณฑิต
Issue Date: 2013
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Zeolitic Imidazolate Framework-8 (ZIF-8), a porous material, has attracted great attention due to its high chemical and thermal stability. In this work the applicability of parameter sets for the molecular interactions of ZIF-8 including guest molecules was investigated by comparing results of MD simulations with experiments. Using suitable parameter sets, the diffusion and the effect of the diffusing molecules on the window size were investigated for ethane and nitrogen. For ethane, two interesting effects were found at higher ethane loadings: reduction of the window size and, forces that push a given molecule toward the window. These two effects balance each other leading to a self-diffusivity nearly independent upon the concentration of ethane. For nitrogen a gate-opening effect could be found. This result is in agreement with experiments. The size of the windows increases at high loadings while this does not speed-up the nitrogen self-diffusivity. The complex interactions of host-host and host-guest molecules cause mutual hindrance of the nitrogen molecules and balance the speed of the mobility due to the larger window size. Moreover, the energy barrier for rotation of imidazolate linkers was studied by quantum mechanics (QM). The results show a very large activation energy about 200 kcal/mol for gate-opening phenomena.
Other Abstract: โครงข่ายซีโอไลติกอิมิดาโซเลต-8 (ซิฟ-8) วัสดุรูพรุนที่ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมันมีเสถียรภาพสูงต่อสารเคมีและความร้อน ในงานนี้ได้ศึกษาเปรียบเทียบชุดพารามิเตอร์ต่างๆ สำหรับอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลของซิฟ-8 รวมถึงเกสต์โมเลกุล โดยเปรียบเทียบผลจากการจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลกับการทดลอง จากการเลือกใช้ชุดพารามิเตอร์ที่เหมาะสม ได้ทำการศึกษาการแพร่ของโมเลกุลอีเทนและไนโตรเจนรวมถึงผลกระทบของการแพร่ของโมเลกุลที่มีต่อขนาดของหน้าต่าง สำหรับอีเทนพบผลกระทบสองอย่างที่น่าสนใจ เมื่อปริมาณของอีเทนสูงขึ้น ขนาดของหน้าต่างจะเล็กลงและแรงที่ผลักดันโมเลกุลไปทางหน้าต่าง ผลกระทบทั้งสองนี้ถ่วงดุลซึ่งกันและกัน ทำให้ค่าการแพร่แทบจะไม่ขึ้นกับความเข้มข้นของอีเทน สำหรับไนโตรเจนนั้นพบผลกระทบประตูเปิด ซึ่งผลนี้สอดคล้องกับการทดลอง ขนาดของหน้าต่างใหญ่ขึ้นที่ความเข้มข้นสูง แต่ในขณะเดียวกันไม่ได้ทำให้การแพร่ของไนโตรเจนสูงขึ้น อันตรกิริยาที่ซับซ้อนของโฮสต์-โฮสต์ และโฮสต์-เกสต์ มีผลทำให้โมเลกุลไนโตรเจนกีดขวางซึ่งกันและกัน และถ่วงดุลความเร็วของการเคลื่อนที่เนื่องจากขนาดหน้าต่างที่ใหญ่ขึ้น นอกจากนี้ได้ศึกษาค่าพลังงานกีดขวางสำหรับการหมุนของตัวเชื่อมอิมิดาโซเลตโดยวิธีทางกลศาสตร์ควอนตัม ผลที่ได้แสดงถึงพลังงานกระตุ้นที่สูงมากประมาณ 200 kcal/mol สำหรับปรากฏการณ์ประตูเปิด
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2013
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Petrochemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/42572
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.48
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2013.48
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5273813523.pdf3.92 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.