Охирги ўн йилликда карбон диоксидининг қаттиқ ва ғовакли моддаларда адсобцияси ва бўлиниши мухим аҳамиятга эга бўлди

Ҳисоблаш маълумотлари
Адсорбция изотермлари кимёвий салоҳият, хажм ва ҳароратга эга Катта Каноник ансамблида Монте-Карло моделлаштириш усули билан олинган. Кимёвий потенциалдан биз учувчанликни оламиз, бу эса тўғридан тўғри фугитивлик коэффиценти бўйича босим билан боғлиқ. Системанинг энг мақбул энергетик конфигурациясини аниқлаш учун моделлаш вақтида тасодифий ҳолатлар циклларда бажарилди: айланиш, ўзгариш ва қайта сўрилиш. Симуляция ва тажриба изотермларини таққослаш учун абсолют адсорбция ортиқча адсорбцияга айлантирилди. Ортиқча адсорбция (n_еxc), абсолют адсорбциянинг (n_аbs) адсорбент (v^g) ғовак ҳажми ва газ фазасининг (р^g) моляр зичлиги нисбатидан қуйидаги ифода орқали олинган.
n_exc = n_аbs -V^gP^g
Адсорбциянинг изостерик иссиқлиги ва Генри коэффиценти, зарралар сони, ҳажм ва ҳароратни экранда кўрсатиб турувчи яъни фиксация қилувчи Монте-Карло модели ёрдамида ҳисоблаб чиқилди. Моделлаш адсорбентнинг структура билан ўзаро таъсири ҳақида муҳим малумотлар берувчи ноль нагрузка остида олиб борилди. Бу энергиялар Widom тажриба зарралари усулида ҳисоблаб чиқилди. Моделлаш Д. Дуббельдам, С. Калеро, Д. Эллис ва Р. Q.Снурр томонидан ишлоб чиқилган RASPA коди ёрдамида уй шароитида бажарилди. Ушбу код синовдан ўтган ва кўпгина тажриба симуляция маълумотлари билан текширилган. Цеолитлар кремний, алюминий ва кислород атомларидан иборат ва уларнинг кристаллографик ҳолатидан ташкил топган қаттиқ каркаслардан моделлаштирилди. Цеолит структураси қаттиқ ҳисобланади, олдинги тажрибаларнинг кўрсатишича каркаснинг эгилувчанлиги ушбу ишда фойдаланилаётган ҳарорат диапазонларида молекулалар адсорбциясига сезилмас даражада таъсир қилади. Маълумки LTA ва FAU цеолитлари 24.555А ва 25.028А куб ячейка ҳажми бирлигига эга.
Улар ўзаро FAUда гексагонал ва LTAда кубик призмалар билан боғланган содалит катакларидан ташкил тоган. Иккала структурада ҳам содалитлар FAU ва LTAда 10 ва 8 садолитлар билан ўралган суперкатакларни ифодалайди. FAU- цеолитлари уларнинг каркасидаги алюмин зичлигига қараб X ёки Y қилиб белгиланган. Цеолит Х нинг элементар ячейкаси 96 ва 77 алюмин атомидан ташкил топса Цеолит Y нинг элементар ячейкаси 77 алюмин атомидан ташкил топган. Адсорбция жараёнида структурада қўшимча каркас катионларининг дастлабки тақсимланиши муҳим рол ўйнайди. Шу сабабдан LTA учун биз Плут ва Смит томонидан Натрий учун шунингдек Фирор ва Сефф томонидан Калций учун маълум қилинган катионларнинг экпериментал жойлашувидан фойдаланамиз. Ушбу ишларга асосан LTA4A нинг катионлари целитнинг катакларида жойлашган алюминосиликат айланаларида уч хил кўринишда жойлашган; а) содалитларнинг 6талик айланалари марказида, б) 8-элементли айланаларда с) 4-талик қарама-қарши жойлашган кубик призмаларда. Бундай ҳолларда LTA5Aнинг катионлари ё катакларда ёки содалитларда бўлиши мумкин, яъни 4 хил жойда жойлашиш эҳтимоли бор; а) 8 таликлар билан, б) 6-аъзолик содалитлар айланаси марказида, ва яна охиргисининг силжиши натижасида с) устки қатламда ёки д) содалитларда. Лекин кальцийнинг катионлари устки қатлам 8-тали айланаларда эмас, фақат 6-айланали садолитлардагина жойлашади. FAU даги қўшимча каркас катионлариниг тақсимланишига келсак, уларнинг аниқ кристаллографик жойлашуви номаълумлигича қолади. Бу катионларнинг тақсимланиши намлик ёки адсорбат характери каби турли омилларга боғлиқ. Натрий катионлари учун 6 та участка (худуд деймизми ёки жойми) аниқланди: 1 таси гексогенал призмалар марказида, 2 таси содалитлар ичида ва яна 3 таси устки қатлам структуралари ичида.
Суперкатаклар кўриниши: (1) гексагонал призмалар марказида, лекин суперкатакка силжиган,(2) қарама-қарши 4-аъзоли айлана 2 қатор ўқида (гексагонал призма ва содалитлардан) 12-аъзолик айлана орасида, ва содалит марказида лекин устки қатламга сурилган. LTA ва FAUдаги катионларнинг цеолитдаги жойлашуви 1 расмда кўрсатилган.