Ab initio-Simulation von Isothermen für die Adsorption von Gasen aus Mischungen in metall-organischen Gerüstverbindungen

• Antragsteller: Professor Dr. Joachim Sauer
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen ; Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246380922

Es wird eine Monte Carlo-Methode für ein großkanonisches Ensemble von Gasmolekülen auf einem Gitter von Adsorptionsplätzen (LGCMC) in mikroporösen Materialien entwickelt und implementiert. Diese Methode wird für die ab Initio-Voraussage von Adsorptionsisothermen von (binären) Gasmischungen in metall-organischen Gerüstverbindungen verwendet, und zwar im Hinblick auf die Speicherung von energiereichen Molekülen (CH4), die Abtrennung von CO2 aus CH4/CO2-Gemischen, sowie die Trennung von Gemischen die CO2, CO, CH4, N2 und, als Verunreinigung, H2O enthalten. Die Methode beruht auf der quantenchemischen Berechnung der Adsorptionsenergien und der Wechselwirkungsenergien zwischen Molekülen auf verschiedenen Adsorptionsplätzen mit chemischer Genauigkeit. Diese Ab initio-LGCMC-Methode erlaubt die Überprüfung der Annahmen der üblichen Ideal Adsorbed Solution Theory für Gasmischungen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1570: Poröse Medien mit definierter Porenstruktur in der Verfahrenstechnik - Modellierung, Anwendungen, Synthese