การศึกษาการดูดซับและการแพร่ของ p-Xylene ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาระดับนาโนชนิด FAU, ZSM-5 และMCM-22 ด้วยระเบียบวิธี Molecular Dynamics

ชื่อผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
  • จุฬารัตน์ วัฒนกิจ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
  • จำรัส ลิ้มตระกูล

  • รัตนา รุ่งศิริสกุล

สถาบันการศึกษาที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ระดับการศึกษา

โครงงานในระดับการศึกษาปริญญาโทขึ้นไป

หมวดวิชา

โครงงานในสาขาวิชาเคมี

วันที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

01 มกราคม 2541

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ได้ทำการศึกษาการดูดซับและการแพร่ของ p xylenes ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาระดับ นาโน ชนิด FAU,ZSM 5 และ MCM 22 ด้วยระเบียบวิธีMolecular Dynamics(MD)ที่อุณหภูมิ 500 K โดยทำการศึกษาในระบบที่มีจำนวนโมเลกุลของ p xylene เป็น 1, 2, 4 และ 8 โมเลกุลต่อ 1 supercell ของ zeolite จากการพัฒนาฟังก์ชัน พลังงานศักย์ขึ้นมาใหม่และปรับค่าพลังงานดูดซับของระบบ “p xylenes/Zeolite” ให้สอดคล้องกับผลการทดลอง พบว่าค่าพลังงานความร้อนที่เกิดจากการดูดซับของระบบ p xylenes และ zeolite นี้จะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนโมเลกุลของ p xylene ต่อ 1 supercell ของ zeolite เพิ่มขึ้นเป็นผลจากแรงระหว่างโมเลกุลของ p xylene ส่วนสัมประสิทธิ์การแพร่ของ p xylene ใน siliceous zeolites จะมีค่าลดลงเมื่อเพิ่มจำนวนโมเลกุลของ p xylene เนื่องจากได้รับผลกระทบจากความเกะกะของโมเลกุลข้างเคียง จากการวิเคราะห์โครงสร้างของระบบ พบว่า p xylene จะวางตัวในแนวขนานกับ ด้านหกเหลี่ยมของsodalite cage ใน FAU แต่ p xylene สองโมเลกุลจะวางตัวในแนวตั้งฉากกัน (T shaped)ในโพรงของซีโอไลต์อีกสองชนิด (ZSM 5 และ MCM 22) In this work, the adsorption and diffusion of p xylene molecules in three structurally and functionally distinct types of nanostructured zeolites (FAU, ZSM 5 and MCM 22) have been studied using Molecular Dynamics (MD) simulations at temperature of 500 K. The simulations were performed at loadings of 1, 2, 4 and 8 p xylene molecules per 1 supercell of zeolite. The potential energy functions for zeolite xylene interactions were constructed in a semi empirical way, from existing potentials and experimental energetic data. The adsorption energies of p xylene/siliceous zeolite complexes increase with increasing loading, due to the intermolecular attraction between p xylene molecules. The self diffusion coefficient of p xylene in siliceous zeolites decreases with increasing loading due to the steric hindrance between the sorbates passing each other. In the case of FAU, the p xylene molecules prefer to be adsorbed parallel to the surface of the sodalite cage above the six membered ring, whereas the orientation of two xylene molecules in ZSM 5 and MCM 22 zeolites is T shaped.