具有可控孔隙率的生物炭分子模型开发
材料科学
2024-04-09 v1 其他凝聚态物理
摘要
生物炭是一类令人瞩目的环境材料，应用范围广泛，包括碳储存与封存、土壤改良以及污染修复。然而，对其分子结构和组成的了解有限，且对这些结构与生物炭多种功能之间关系缺乏全面理解，正阻碍着其开发的进展。在本工作中，我们进一步推进了由Wood等人（2023）首次提出的构建生物炭分子模型的方法，并在所开发的模型中纳入了对微孔（尺寸小于2纳米的孔隙）的控制。我们构建了代表在600至650摄氏度最高加热温度下实验生产的木质生物炭的模型。我们的模型再现了实验所得的H/C和O/C原子比、芳香碳百分比、真密度、累积孔隙率以及孔径分布。微孔生物炭分子模型的开发使我们能够识别参与生物炭材料组装的重要化学结构，并描述这些结构与所得微孔之间的关系。为方便其他研究人员将我们的方法整合到他们的工作中，我们详细说明了构建生物炭模型所采取的步骤，包括测试和每个决策的理由。此外，我们以易于整合到其他团队分子动力学模拟工作中的格式分享了所开发的分子模型。
引用
@article{arxiv.2401.17414,
title = {Development of biochar molecular models with controlled porosity},
author = {Audrey Ngambia and Ondřej Mašek and Valentina Erastova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.17414},
year = {2024}
}