DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES TEXTURALES DE MODELOS DE CARBÓN ACTIVADO UTILIZANDO SIMULACIÓN MOLECULAR
DETERMINATION OF TEXTURAL PROPERTIES OF ACTIVATED CARBON MODELS USING MOLECULAR SIMULATIONA
Florianne Castillo-Borja1,*, Virginia Hernández-Montoya1, Erika González-Ramírez1, Christian O. Díaz-Ovalle2, Ulises I. Bravo-Sánchez1 (1) Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Av. López Mateos 1801 Ote., 20256, Aguascalientes – México, (2) Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Roque, Departamento de Ingenierías, km 8 carretera Celaya-Juventino Rosas, Celaya, 38124, Guanajuato – México
Resumen
En este trabajo se estudiaron modelos de carbones virtuales generados por medio de la aglomeración de diferentes unidades estructurales básicas (UEB), cuya geometría es similar a la reportada experimentalmente para los carbones activados. La caracterización de los carbones virtuales (área superficial, distribución del tamaño y volumen de los poros) se realizó por métodos geométricos. Para clasificar a los modelos generados de acuerdo con la tipología propuesta por Brunauer, se calcularon isotermas de adsorción de nitrógeno por medio de simulación molecular Monte Carlo, utilizando el colectivo gran canónico. Los resultados obtenidos mostraron que los carbones activados virtuales tienen microporos y la isoterma de adsorción del nitrógeno es tipo I de acuerdo con la clasificación de la IUPAC, la cual es característica de sólidos microporosos. Los resultados se compararon con datos experimentales reportados en la literatura y se observó que existe una adecuada concordancia para las propiedades texturales obtenidas.
Abstract
In this work, virtual carbon models generated by the agglomeration of different basic structural units, whose geometry is similar to that reported experimentally for activated carbons, were studied. The characterization of the virtual carbons (surface area, size distribution and volume of the pores) was carried out by geometric methods. In order to classify the generated models according to the typology proposed by Brunauer, Nitrogen adsorption isotherms were calculated by means of Monte Carlo molecular simulation, using the Grand Canonical ensemble. The results obtained showed that the virtual activated carbons have micropores and the nitrogen adsorption isotherm is type I according to IUPAC classification, which is characteristic of microporous solids. The results were compared with experimental data reported in the literature and it was observed that there is an adequate agreement for the textural properties obtained.
Palabras clave: Monte Carlo, colectivo gran canónico, material carbonoso, caracterización textural Keywords: Monte Carlo, grand canonical ensemble, carbonaceous material, textural characterization