Simulación Molecular de la Adsorción de Hidrocarburos Aromáticos en Carbón Activado
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Date
2023-11-08
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Los hidrocarburos aromáticos (HA) son compuestos orgánicos que se generan en procesos de combustión y refinado, evaporándose rápidamente en el aire y causando problemas ambientales y de salud. Para reducir su impacto, los HA como el benceno puede ser adsorbidos o capturados en carbón activado (CA); la comprensión de las interacciones HA-CA puede ayudar en el diseño y la operación de los respectivos equipos industriales En el presente trabajo se analizaron las interacciones y la eficiencia de la adsorción de benceno en CA, utilizando dinámica molecular con el campo de fuerza COMPASS. La celda de simulación de CA de dimensiones de 50x50x50 Å3 fue construida a partir de 39 láminas de grafeno; la celda fue estabilizada y relajada generando una estructura estable. Esta celda fue rodeada con moléculas de benceno, alcanzando presiones de 1 a 60 atm. Las simulaciones fueron ejecutadas en el programa de uso libre LAMMPS.
Según los resultados la celda de CA reportó un tamaño de poro promedio de 2,905 Å. También, la adsorción de benceno reportó un incremento concordante con un aumento en la presión. Además, parte de las moléculas de benceno cercanas a la superficie del CA presentaron una orientación paralela entre sí, debido al momento cuadrupolar del benceno, el cual se genera por sus interacciones electrostáticas. Los resultados fueron similares a los reportados en la literatura, donde al aumentar la presión se favorece la adsorción de benceno.
Description
Keywords
Simulación molecular, Adsorción, COMPASS, Hidrocarburos aromáticos, Carbón activado