Simulación Monte Carlo de adsorción de nitrógeno en un modelo molecular de carbón activado y su comparación con resultados experimentales

Abstract

Se describe un modelo de carbón nanoporoso que consiste en moléculas poliaromáticas que poseen diferentes números de anillos, de forma tal de obtener diferentes unidades básicas estructurales. La adsorción de nitrógeno y la obtención del calor isostérico de adsorción son modeladas mediante simulaciones Monte Carlo. El nitrógeno es descrito mediante el modelo de 1 centro de Lennard Jones y se utiliza una interacción tomada de a pares. Las áreas específicas de los sustratos muestran una buena correlación con los datos obtenidos experimentalmente, como así también las isotermas simuladas. Los resultados muestran que no existe un efecto significativo del tamaño de los agregados (clusters) en la capacidad de adsorción ni en los calores isostéricos, excepto para el caso de los cluster mas pequeños, donde un aumento del calor isostérico es observado con mayores cargas.

A model of nanoporous carbon consisting of polyaromatic molecules with different number of rings is described, in order to get different basic structural units. The adsorption of nitrogen and the isosteric heat in these models are studied via Monte Carlo simulations. Nitrogen is described by the 1-centre Lennard-Jones model and its a pairwise potential of interaction potential is used. Specific areas of the substrates show a good correlation with data obtained experimentally, as well as simulated isotherms. The results show no significant effect on the size of aggregates (clusters) in the adsorption capacity or the isosteric heat, except in the case of smaller clusters, where an increase in isosteric heat is observed with higher loads.