Estudio de las propiedades de Adsorción en sistemas nanoporosos ordenados por medio de simulación molecular

V. CORNETTE

Oaxaca

Congreso; 4° Coloquio Diseño y Texturas de Nanoestructuras; 2015

En estos últimos años, un gran progreso ha sido alcanzado en relación al entendimiento de los procesos de adsorción en materiales nanoporosos con geometrías porosas simples [1-3]. Esto ha conducido a un mayor avance en la caracterizacón estructural por medio de la adsorción física, también debido al desarrollo de aproximaciones teóricas avanzadas basadas en la mecánica estadística (simulación molecular, teoría del funcional de la densidad,etc.). Sin embargo, los efectos de la geometría, heterogeneidades químicas de las paredes del poro en la región adsortiva y la influencia de la forma molecular del fluido continúan bajo estudio.El estudio de la química de superficie, forma y tamaño de poros depende del conocimiento previo del material en consideración. Diferentes sólidos tienen diferentes requerimientos. Teniendo en cuenta estas consideraciones específicas abordaremos el estudio de modelos de geometrías de poro simples como slit, cilíndrica y triangular para la caracterización de la adsorción.El modelo de poro slit, el cual representa el material como una colección de poros de geometría slit (o rendija) de diferentes tamaños, es usulamente considerado para la caracterización de carbones activados y ha sido extensamente usado para la determinación de las PSD. Sin embargo, los altos valores observados del calor de adsorción en carbones activados, en el rango de 4 y 6 kcal/mol a muy baja presión, no pueden ser explicados solamente considerando poros slit. En trabajos previos se ha sugerido el uso de microporos con sección triangular, esta clase de geometría povee regiones de calor de adsorción más alto, dado que la adsorción en el centro de un poro triangular es afectado por tres planos grafíticos en lugar de dos. La geomtería cilíndrica es muy interesante de estudiar ya que nuevos materiales nanoestructurados como CMK-3, CMK-5, SBA15, etc. Son mejor descriptos por esta geometría.En relación al modelo de potencial usado para describir la energía de interacción, estudiaremos en detalle los efectos de asumir un potencial pseudo esférico para modelar el adsorbato, como es comúnmente usado en la literatura para reducir los tiempos de cálculo computacional para obtener las isotermas locales y como una alternativa usaremos un modelo de potencial que tenga en cuenta la correcta forma molecular, ya que es esperado que la forma pueda jugar un rol significativo en los procesos de adsorción en espacios confinados, especialmente poros pequeños.Agradecimientos. Los autores agradecen a CONICET (Argentina), UNSL (Argentina) por contribuir económicamente a la realización de este trabajo. Los cálculos de simulación fueron realizados usando el cluster en paralelo BACO localizado en el Dpto. de Física-Instituto de Física Aplicada-UNSL.Referencias [1] Do, D.D., Junpirom, S., Nicholson, D., Do, H.D. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 10 (2010) 353.[2] Müller, E. A. J. Phys. Chem. B, 112 (2008) 8999.[3] Gor, G. Y. , Thommes M., Cychosz K. A., Neimark A.V., Carbon 50 (2012) 1583