你知道甲烷流体的分子动力学模拟么

甲烷是一种常见的工业气体，主要用于燃料以及其它化学品制造的基础原料，同时甲烷也是温室气体之一。今天纽瑞德特气小编月月为大家介绍一下甲烷气体的分子动力学模型。

我们使用HF、MP2、DFT三种方法进行甲烷-硅烷间12个方位的分子作用力计算，所有的计算都已加入BSSE进行修正。HF的计算主要会产生排斥的作用力，且经过量子化学计算后得知基底收敛在cc-pVQZ。MP2的计算则可产生整条的凡得瓦尔力曲线，且基底的影响相当明显，计算可得知收敛在0.05kcal/mol。此外，对于6个非对称构型，改变中心原子的位置计算会产生不同的HF及MP2计算结果。我们使用大范围exchange-correlation functionals配对的DFT计算，并与MP2的计算结果加以比较。

将甲烷-甲烷及硅烷-硅烷的ab initio档案带入混合理论(Mixing rule)进行计算并与甲烷-硅烷的结果加以比较，发现E、F、I、J构型可产生良好的计算结果，而其他方位则需要加以考虑静电力的效应加以修正。

我们将量子化学计算出的甲烷位能曲线利用4 sites Lennard-Jones potentials 拟合出键距与束缚能参数，带入牛顿方程式进行分子动力学模拟，对于甲烷液体的平衡及动态性质，与实验结果比较已相当精确且逼近实验值的误差下标，这可说明使用ab initio所建构之力场进行分子动力学模拟是具有相当的精确性。利用4 sites位能模型去模拟甲烷实验三相图的气化曲线与溶化曲线，可帮助我们了解不同相态下的平衡。

化学小常识：

甲烷在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。

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