Molecular Simulation Study on Adsorption of Methanol/Water Mixed Gases in Mesoporous Silicas with Surface Modification

Autor: Shin Ichi Furukawa, Toshihiro Nishiumi, Naoki Aoyama, Masayoshi Nakano, Tomoshige Nitta, Hideaki Takahashi
Rok vydání: 2006
Předmět:
Zdroj: KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU. 32:18-24
ISSN: 1349-9203
0386-216X
DOI: 10.1252/kakoronbunshu.32.18
Popis: 1次元細孔をもつメソポーラスシリカへのメタノール／水混合ガスの吸着に対する表面修飾の効果を調べるために，（1）融解／冷却アルゴリズムを導入した分子動力学法を用いて，親水性表面（OH表面）およびトリメチルシリル基で置換した疎水性表面（FS表面）をもつメソポーラスシリカをモデル化し，（2）µVTアンサンブル配向バイアス・モンテカルロ法を用いて吸着平衡を計算した．OH表面をもつメソポーラスシリカモデルでは，298 Kにおける純ガスの吸着等温線が，メタノールはステップ状吸着，水は凝縮性吸着の特徴を示し，それぞれの実験値を良好に再現した．FS表面細孔では，水は圧力を上げても吸着しなかったが，メタノールは凝縮性吸着の特徴を示した．すなわち，トリメチルシル基による表面修飾は，水だけでなくメタノールとの親和性も低下させる．温度333 Kにおける等相対圧（各成分の相対圧が等しい）混合ガスの吸着等温線を計算したところ，純ガスでは水を全く吸着しなかったFS表面細孔が混合ガスでは凝縮性吸着機構でアルコールと水を同時に吸着した．また，この系の細孔内局所密度分布から，疎水性のCH3基が疎水表面に多く存在するが，細孔内部ではメタノールと水がほぼ均一な組成で存在することがわかった．
Databáze: OpenAIRE
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