气体小分子含熵贡献粗粒化力场的开发和应用

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• 论文作者：曹风雷 ; 孙淮
• 年：2016
• 作者机构：上海交通大学化学化工学院;
• 论文关键词：熵 ; 自由能 ; 粗粒化 ; 力场开发
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十五分会：化学信息学与化学计量学
• 语种：中文
• 分类号：O642
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十五分会 ; 化学信息学与化学计量学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：390k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

可迁移性是粗粒化力场所面临的一个挑战。最近我们提出在粗粒化力场参数中引入熵的贡献,以直链烷烃为对象,证明该形式的粗粒化力场在不同分子间,不同热力学状态中及预测不同热力学性时具有很好的可迁移性~([1])。随后,我们将这一函数形式和参数化方法扩展到覆盖一些气体小分子,如甲烷、乙烷、丁烷、CO_2、N_2及O_2,这些气体在实际生产中有着广泛的应用。含熵贡献的粗粒化力场很好的预测了这些气体分子的气液相平衡、蒸发焓、饱和蒸气压、临界温度、临界密度、表面张力等性质。通过MD模拟计算,我们还考察了粗粒化力场直接预测相变的能力。研究表明在压强较低时模拟的相变点较实验值有不同程度的滞后,但好于全原子力场的模拟结果,因为粗粒化力场提高了模拟的时间尺度;而在压强较高时模拟能很好的重现实验观察。我们还研究了甲烷+丁烷、CO_2+葵烷、N_2+葵烷三组二元混合体系,成功的预测了二元混合体系的气液相平衡曲线(如Fig.1(a)所示);通过分析界面的结构我们还发现CO_2在气液界面处有明显的聚集想象(如Fig.1(b)所示)。

引文

[1]Cao,F.;Sun,H.J.Chem.Theory Comput.2015,11:4760-4769.
    [2]Avendano,C;Lafitte,T.;Galindo,A.;Adjiman,C.S.;Jackson,G.;Miiller,E.A.J.Phys.Chem.B 2011,115:11154-11169.