Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Paulo Henrique Ramos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28883
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1372
Resumo: The ionic liquids synthesis' possibilities, by combining different cations and anions, are almost boundless. This has aroused academic and industrial community's interest, aiming its application in several areas such as catalysis, biocatalysis, extraction and separation; and electrochemistry. Many recent research reinforces this kind of solvents’ importance on CO2 and H2S capture processes. Therefore, it is desirable to develop tools capable to predict the properties of a potencial Ionic Liquid before its synthesis. In this context, the molecular simulation has proven to be a powerful tool. The molecular simulation basis, using the dynamic and Monte Carlo methods, is a description of the potential interactions between the atoms through force fields. In order to clarify the relevance of intrinsic variables of Monte Carlo method and the force field parameters in the prediction of ionic liquids density and carbon dioxide solubility in these liquids, a parametric study, involving protic and aprotic ionic liquids, was developed by using Cassandra software. Different accounting methods for electrostatic interactions, force fields and motion probability were evaluated. The results showed that the Damped Shifted Force method has reduced the processing time with no results quality loss. The use of dihedrals probability proved to be important to some aprotic ionic liquids when using CHARMM force field, especially in imidazolium compounds based ionic liquids. Force fields have not been systematically studied for protic ionic liquids properties prediction and tried force fields, developed by using different tools, have denoted that they are not easily transferable.
id UFU_90e3b1dd888f088b9267672c64b625d1
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/28883
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2Monte Carlo's method evaluation to predict ionic liquids' density and its application for CO2 absorptionLíquido iônicoMonte CarloSimulação computacionalCampo de forçaEquilíbrio de fasesAbsorçãoIonic liquidComputational simulationForce fieldPhase equilibriaAbsorptionCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICAThe ionic liquids synthesis' possibilities, by combining different cations and anions, are almost boundless. This has aroused academic and industrial community's interest, aiming its application in several areas such as catalysis, biocatalysis, extraction and separation; and electrochemistry. Many recent research reinforces this kind of solvents’ importance on CO2 and H2S capture processes. Therefore, it is desirable to develop tools capable to predict the properties of a potencial Ionic Liquid before its synthesis. In this context, the molecular simulation has proven to be a powerful tool. The molecular simulation basis, using the dynamic and Monte Carlo methods, is a description of the potential interactions between the atoms through force fields. In order to clarify the relevance of intrinsic variables of Monte Carlo method and the force field parameters in the prediction of ionic liquids density and carbon dioxide solubility in these liquids, a parametric study, involving protic and aprotic ionic liquids, was developed by using Cassandra software. Different accounting methods for electrostatic interactions, force fields and motion probability were evaluated. The results showed that the Damped Shifted Force method has reduced the processing time with no results quality loss. The use of dihedrals probability proved to be important to some aprotic ionic liquids when using CHARMM force field, especially in imidazolium compounds based ionic liquids. Force fields have not been systematically studied for protic ionic liquids properties prediction and tried force fields, developed by using different tools, have denoted that they are not easily transferable.Dissertação (Mestrado)A possibilidade de síntese de um número quase ilimitado de diferentes líquidos iônicos, através da combinação de diferentes cátions e ânions, tem despertado o interesse da comunidade acadêmica e industrial visando sua aplicação em diversas áreas tais como a catálise; a biocatálise; os processos de extração e separação e eletroquímica. Trabalhos recentes reforçam a pesquisa sobre o uso deste solvente em processos de captura de gases tais como CO2 e o H2S. Portanto, é desejável desenvolver ferramentas capazes de predizer as propriedades de um potencial líquido iônico antes de sua síntese. Neste sentido, a simulação molecular tem se mostrado uma ferramenta poderosa. A base da simulação molecular, que envolve os métodos de dinâmica e Monte Carlo é a descrição dos potencias de interação entre os átomos através de campos de força. Assim, objetivando-se aclarar a relevância das variáveis características ao método de Monte Carlo e dos parâmetros dos campos de força na predição da densidade de líquidos iônicos e da solubilidade de dióxido de carbono nesses líquidos, realizou-se um estudo paramétrico, envolvendo líquidos iônicos próticos e apróticos, utilizando-se o software Cassandra. Diferentes formas de contabilização das interações eletrostáticas, de campos de força e de probabilidade de movimento foram avaliadas. Os resultados revelaram que o método de contabilização de carga Damped Shifted Force reduziu o tempo de processamento sem perda da qualidade dos resultados. A utilização da probabilidade de diedros se mostrou importante para alguns líquidos iônicos apróticos, quando se utilizando campos de força baseados no CHARMM, especialmente no caso dos líquidos iônicos apróticos à base de imidazólio. Campos de força não têm sido sistematicamente estudados para predição de propriedades de líquidos iônicos próticos e os campos de força testados, desenvolvidos utilizando-se diferentes ferramentas, indicou que não são facilmente transferíveis.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaRomanielo, Lucienne Lobatohttp://lattes.cnpq.br/0127190896914089Silva, Paulo Henrique Ramos2020-03-04T17:16:42Z2020-03-04T17:16:42Z2018-09-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Paulo Henrique Ramos. Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2. 2019. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1372https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28883http://doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1372porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-10-05T19:18:53Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/28883Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-10-05T19:18:53Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
Monte Carlo's method evaluation to predict ionic liquids' density and its application for CO2 absorption
title Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
spellingShingle Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
Silva, Paulo Henrique Ramos
Líquido iônico
Monte Carlo
Simulação computacional
Campo de força
Equilíbrio de fases
Absorção
Ionic liquid
Computational simulation
Force field
Phase equilibria
Absorption
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
title_short Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
title_full Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
title_fullStr Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
title_full_unstemmed Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
title_sort Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2
author Silva, Paulo Henrique Ramos
author_facet Silva, Paulo Henrique Ramos
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Romanielo, Lucienne Lobato
http://lattes.cnpq.br/0127190896914089
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Paulo Henrique Ramos
dc.subject.por.fl_str_mv Líquido iônico
Monte Carlo
Simulação computacional
Campo de força
Equilíbrio de fases
Absorção
Ionic liquid
Computational simulation
Force field
Phase equilibria
Absorption
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
topic Líquido iônico
Monte Carlo
Simulação computacional
Campo de força
Equilíbrio de fases
Absorção
Ionic liquid
Computational simulation
Force field
Phase equilibria
Absorption
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA
description The ionic liquids synthesis' possibilities, by combining different cations and anions, are almost boundless. This has aroused academic and industrial community's interest, aiming its application in several areas such as catalysis, biocatalysis, extraction and separation; and electrochemistry. Many recent research reinforces this kind of solvents’ importance on CO2 and H2S capture processes. Therefore, it is desirable to develop tools capable to predict the properties of a potencial Ionic Liquid before its synthesis. In this context, the molecular simulation has proven to be a powerful tool. The molecular simulation basis, using the dynamic and Monte Carlo methods, is a description of the potential interactions between the atoms through force fields. In order to clarify the relevance of intrinsic variables of Monte Carlo method and the force field parameters in the prediction of ionic liquids density and carbon dioxide solubility in these liquids, a parametric study, involving protic and aprotic ionic liquids, was developed by using Cassandra software. Different accounting methods for electrostatic interactions, force fields and motion probability were evaluated. The results showed that the Damped Shifted Force method has reduced the processing time with no results quality loss. The use of dihedrals probability proved to be important to some aprotic ionic liquids when using CHARMM force field, especially in imidazolium compounds based ionic liquids. Force fields have not been systematically studied for protic ionic liquids properties prediction and tried force fields, developed by using different tools, have denoted that they are not easily transferable.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-09-28
2020-03-04T17:16:42Z
2020-03-04T17:16:42Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA, Paulo Henrique Ramos. Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2. 2019. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1372
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28883
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1372
identifier_str_mv SILVA, Paulo Henrique Ramos. Avaliação do Método Monte Carlo para predição da densidade de líquidos iônicos e de sua aplicação para absorção de CO2. 2019. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1372
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28883
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2019.1372
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711501689618432