Simulação computacional de materiais porosos utilizados na remoção de compostos sulfurados em combustíveis

Abstract

As isotermas, estruturas e energias de adsorção de compostos sulfurados aromáticos (tiofeno) e alifáticos (propanotiol) em zeólitas do tipo faujasita na presença de quatro cátions de compensação de carga Na+, H+, Ag+, Cu+ foram estudados com métodos de química quântica e de simulação computacional. Observamos que as energias de adsorção estão em ótimo acordo com os resultados experimentais e computacionais para o tiofeno e crescem em função do metal na seguinte ordem H+ < Na+ < Ag+ &#8776; Cu+. Para o propanotiol a seqüencia da energia de adsorção é a mesma e os resultados são reportados pela primeira vez. Propusemos dois novos modelos de agregados para representar a zeólita, Z40 e 2Cages. Tais modelos são capazes de explicar diferenças nas energias de adsorção baseadas nas diferentes estruturas obtidas para os complexos de adsorção. Os resultados foram obtidos com o método ONIOM (PBE1PBE/6-31G(d, p): UFF=QEQ) e para os metais de transição ONIOM (PBE1PBE/SDD: UFF=QEQ). As isotermas de adsorção de tiofeno em diferentes temperaturas nas zeólitas MY (M = Na+, H+ e Ag+) estão em boa concordância com os resultados experimentais e apresentam resultados semi-quantitativos do perfil e ponto de saturação das isotermas, sem a necessidade de ajustes das cargas para valores pouco usuais. Estes resultados foram obtidos utilizando o método de Monte Carlo no ensemble Grã Canônico. Também para a adsorção do propanotiol os resultados são originais