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adf:isothermcurveofadsorption

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adf:isothermcurveofadsorption [2024/01/26 21:19] – [在指定压强下的化学势计算] liu.junadf:isothermcurveofadsorption [2024/01/26 22:56] (当前版本) – [概述] liu.jun
行 1: 行 1:
-======基于GCMC巨正则系综蒙特卡洛预测吸附等温线======+======基于 GCMC 预测吸附等温线:CO$_2$ 在 IRMOF-1 中的吸附======
 关键词:MOF材料;IRMOF-1;GCMC;巨正则系综蒙特卡洛;ReaxFF 关键词:MOF材料;IRMOF-1;GCMC;巨正则系综蒙特卡洛;ReaxFF
 +
 +软件版本要求:AMS2023 及以上。
 =====概述===== =====概述=====
-吸附等温线表示“主体材料”在给定温度和压力下,摄入给定数量“客体分子”的性质。吸附等温线是负载与压强的函数,负载通常表示为每千克主体材料吸附多少摩尔客体分子,单位为 mol/kg)。在本教程中,我们将以通用性较好的 MOF 材料 IRMOF-1 对 CO$_2$ 的负载为例,演示如何使用巨正则系综蒙特卡洛模拟生成吸附等温线。可以使用各种力场、机器学习势,使用过程基本上没有大的区别,不过本例中以 ReaxFF/CHOZn.ff 为例进行演示。CHOZn.ff 力场在 AMS2023 中尚未加入,用户可自行{{:adf:chozn.rar|下载解压}}使用(AMS2024 版中将加入该力场)。+吸附等温线表示“主体材料”在给定温度和压力下,摄入给定数量“客体分子”的性质。吸附等温线是负载与压强的函数,负载通常表示为每千克主体材料吸附多少摩尔客体分子,单位为 mol/kg)。在本教程中,我们将以通用性较好的 MOF 材料 IRMOF-1 对 CO$_2$ 的负载为例,演示如何使用巨正则系综蒙特卡洛模拟生成吸附等温线。 
 + 
 +实际上可以使用各种力场、机器学习势、DFTB(DFTB中D3(BJ)色散修正对此应该会有较好效果)、MOAPC,甚至基于 BAND 的 DFT,使用过程基本上没有大的区别,不过本例中以 ReaxFF/CHOZn.ff 为例进行演示。CHOZn.ff 力场在 AMS2023 中尚未加入,用户可自行{{:adf:chozn.rar|下载解压}}使用(AMS2024 版中将加入该力场)。
  
 =====建模===== =====建模=====
行 26: 行 30:
 保存并运行作业。例如作业名为:IRMOF-1_ref_ReaxFF。 保存并运行作业。例如作业名为:IRMOF-1_ref_ReaxFF。
  
-====在指定压强下的化学势计算====+====在指定温度、压强下的化学势计算====
 GCMC 模拟时,需要提供在指定的这个温度、压强下,体系的化学势。化学势 μ(T,P) 的通用定义如下: GCMC 模拟时,需要提供在指定的这个温度、压强下,体系的化学势。化学势 μ(T,P) 的通用定义如下:
  
行 89: 行 93:
 将得到类似如下接受率与负载曲线: 将得到类似如下接受率与负载曲线:
  
-{{ :adf:settings_co2_8.png?550 }}+{{ :adf:settings_co2_8.png?450 }}
  
 红色曲线为接受率(接受的 GCMC 步数与 GCMC步骤总数之比),蓝色曲线为负载情况。可以看到从 40000 步到 80000 步,基本上逐渐达到收敛,因为我们只计算了 10 万步,最终负载大约 17 mol/kg 左右。 红色曲线为接受率(接受的 GCMC 步数与 GCMC步骤总数之比),蓝色曲线为负载情况。可以看到从 40000 步到 80000 步,基本上逐渐达到收敛,因为我们只计算了 10 万步,最终负载大约 17 mol/kg 左右。
行 102: 行 106:
 不过可以看到实际上还没有完全收敛的样子,因此实际上用户可以尝试计算更多步数,例如 15~20 万步,或许可以得到更接近实验的结果。 不过可以看到实际上还没有完全收敛的样子,因此实际上用户可以尝试计算更多步数,例如 15~20 万步,或许可以得到更接近实验的结果。
  
-最后,我们另外类似地计算5、10、15 bar 的吸附等温线。为了与实验结果比较,可以用最后 40000 个 GCMC 步的负载均值来作为极限载荷,误差条对应标准偏差。+最后,我们另外类似地计算5、10、15 bar 的吸附等温线,得到的4个值,绘制为曲线(如下图所示)。为了与实验结果比较,可以用最后 40000 个 GCMC 步的负载均值来作为极限载荷,误差条对应标准偏差。
  
 {{ :adf:settings_co2_a.png?550 }} {{ :adf:settings_co2_a.png?550 }}
adf/isothermcurveofadsorption.1706275179.txt.gz · 最后更改: 2024/01/26 21:19 由 liu.jun

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