以分子動力學模擬二氧化碳在石墨片與鉑邊界之吸附現象

Molecular Dynamics simulation of Carbon Dioxide adsorption on graphite and platinum surfaces

李健仁(Chien-Jen Li)

指導教授 ： 王金樹 ； 林水泉

國立臺北科技大學/機電學院/製造科技研究所/碩士(2008年)

摘要

本研究藉兩片石墨片所限制之空間為系統空間，CO2分子置於系統內部，然後改變5個不同表面能(ε*=1、1.58、2.24、3.16、4.47)、3個不同溫度(240K、260K、280K)、3個不同密度(ρ*=0.293、0.39、0.44)參數來作模擬，發現表面能提升到ε*=4.47，最低溫240K，最高密度ρ*=0.44可以產生較多的液體分子，了解整個系統的吸附情形主要是受邊界之吸附能，溫度之逃脫能以及密度改變產生壓縮效應之影響，另外再與金屬鍵鉑邊界來作交叉比較。
同樣得到結果可發現，Τ*越大動能越大，在物理上代表逃脫力越大，分子愈易趨向氣體分子，而ε*愈大，其邊界吸附力愈強，分子愈易冷凝成液體分子，故兩者之相對比較平衡下為其相變化之狀態。
提高表面能、降低溫度、增加密度皆可以使系統液體分子的數目增加，但在低溫會發生吸附之不均勻性，而比較共價鍵石墨片與金屬鍵Pt吸附之能力，比較在280K，石墨片在ε*=1時表面能為1.11×10-21J，而鉑板在ε*=2.24時表面能為2.13×10-21J，雖然鉑板表面能較大，但是石墨片系統液體分子卻是高於鉑板的，並且鉑邊界液體分子要超過石墨片必須增加表面能至ε*=2.24，這顯示了石墨的排列結構對於物理吸附上的優勢。

關鍵字

分子動力模擬 ； CO2 ； 微孔隙 ； 表面能 ； 吸附

並列摘要

This study puts CO2 in the system which affiliation two piece of flake graphite limit. To change 5 kind of surface energy (ε*=1、1.58、2.24、3.16、4.47),3 kind of temperature(240K、260K、280K) and 3 kind of density(ρ*=0.293、0.39、0.44). The results show that more CO2 change liquid from gas in surface energy is 4.47,the lowest temperature is 240K, and the highest density is 0.44. In this system, the adsorption is controlled by adsorptive energy at boundary, escaptive energy of temperature, and variation of density. We also puts CO2 in two piece of Pt limit to compare different between graphite and Pt. The results show that kinetic energy was increased with Τ*.

並列關鍵字

Molecular Dynamic Simulation ； CO2 ； adsorb

參考文獻

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