EFECTO DEL MOF ZIF-8 EN LA FORMACIÓN DE HIDRATOS DE METANO APLICANDO DINÁMICA MOLECULAR
EFFECT OF ZIF-8 ON THE FORMATION OF METHANE HYDRATES BY MOLECULAR DYNAMICS
Florianne Castillo-Borja1, Christian O. Díaz Ovalle2 (1) Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ingeniería Química, Av. López Mateos 1801 Ote, Aguascalientes, 20256, México, (2) Tecnológico Nacional de México/I.T. de Roque, Departamento de Ingenierías, km 8.0 carretera Celaya-Juventino Rosas, Celaya, Guanajuato, 38124, México
Resumen
La formación de hidratos de gas cerca de materiales porosos se cree que tiene dos ventajas principales, la superficie porosa incrementa el contacto entre agua y gas aumentando la conversión de gas a hidrato o bien la química de la superficie puede inducir a un crecimiento más rápido del hidrato o bien detenerlo al disminuir la concentración del metano en la fase acuosa. El objetivo principal de este trabajo fue analizar por medio de simulaciones de Dinámica Molecular el tipo de efecto que ocasiona la presencia de la red metal orgánica (MOF) imidazolato zeolítico estructural-8 (ZIF-8) sobre la formación de hidratos de metano. Entre los principales hallazgos se observó que en el tiempo de simulación analizado existe una adsorción de tanto agua como metano en la fase porosa y que tanto el hidrato de gas ya formado como la superficie del ZIF-8 compiten por atraer metano, finalmente bajo las condiciones simuladas el efecto de la superficie porosa no es significativa y no se observó un crecimiento considerable de hidrato de gas.
Abstract
The formation of gas hydrates near porous materials is believed to have two main advantages, the porous surface increases the contact between water and gas increasing the conversion of gas to hydrate or the surface chemistry can induce faster hydrate growth or stop it by decreasing the methane concentration in the aqueous phase. The main objective of this work was to analyze by means of Molecular Dynamics simulations the type of effect caused by the presence of the metal organic framework (MOF) zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) on the formation of methane hydrates. Among the main findings it was observed that in the simulation time analyzed there is an adsorption of both water and methane in the porous phase and that both the already formed gas hydrate and the ZIF-8 surface compete to attract methane, finally under the simulated conditions the effect of the porous surface is not significant, and a considerable growth of gas hydrate was not observed.
Palabras clave: hidratos de metano, simulación molecular, adsorción física, red metal orgánica Keywords: methane hydrate, molecular simulation, physical adsorption, metal organic framework