受限于ITQ-3(ITE)中的Ar和CH4扩散特性的分子动力学模拟*

高　亚，王丹丹，杨晓峰

(中北大学理学院，山西　太原　030051)



受限于ITQ-3(ITE)中的Ar和CH4扩散特性的分子动力学模拟*

高亚，王丹丹，杨晓峰

(中北大学理学院，山西太原030051)

用分子动力学方法模拟了Ar和CH4在二维分子筛(ITQ-3)中的扩散行为，考察了两分子随时间变化的均方位移(MSD)图，并分别计算了随温度变化扩散系数的变化。总体来看，两种分子均是随温度的升高扩散系数增大，基本符合Einstein法求算扩散系数，其中Ar的扩散系数比CH4的小，同时表明了分子动力学模拟方法可以很好的测量分子的扩散系数，是一个有效的理论计算方法。

分子动力学；ITQ-3;MSD；扩散系数

至21世纪起，计算机分子模拟已日渐成为现代研究方法中强有力的工具[1]。其中的分子动力学方法(MD)是另一种主要的计算机模拟方法，已被广泛用于包含扩散系数在内的传递性质的研究[2]。分子在分子筛上的扩散对理解分子筛催化、离子交换、分离和吸附等方面具有重要意义[3-6]。虽然扩散系数在材料研究中具有十分重要的实际应用价值和理论特性，但难以用实验方法精确测量和确定，即便有相关实验数据，也是在某一条件下运行较长时间得到的，且得到的数据与在其他使用条件下的应用值的吻合受到一定限制。 为此， 需可预测和确定扩散系数的方法，并且从分子理论上解释其扩散机理[7]。分子动力学模拟是获得扩散系数的常用方法[8]，可以广泛的用来研究吸附质在分子筛中的扩散性质[9]。本文是用计算机分子模拟通过对研究物系中粒子的运动方程的求解，得到粒子的运动速度和运动轨迹并进而通过统计平均求得扩散系数，故不受高温高压苛刻条件的限制[10]。……