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Enregistrement W4367180649 · doi:10.1021/acs.iecr.3c00375

Molecular Dynamics Simulation to Evaluate the Stability of Tetra<i>-n-</i>butyl Ammonium/Phosphonium Bromide Semiclathrate Hydrates in the Presence and Absence of Methane, Carbon Dioxide, Methanol, and Ethanol Molecules

2023· article· en· W4367180649 sur OpenAlexaff
Mansureh Kialashaki, Javad Sayyad Amin, Sohrab Zendehboudi

Notice bibliographique

RevueIndustrial & Engineering Chemistry Research · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueMethane Hydrates and Related Phenomena
Établissements canadiensMemorial University of Newfoundland
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésChemistryMolecular dynamicsMethaneThermodynamicsAmmonium bromideMoleculeComputational chemistryOrganic chemistryPulmonary surfactant

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Stability of tetra- n -butyl ammonium bromide (TBAB) and tetra- n -butyl phosphonium bromide (TBPB) semiclathrate hydrates with a hydration number of 38 is studied by the molecular dynamics (MD) simulation in the absence and presence of methane, carbon dioxide, methanol, and ethanol molecules. All of the simulation runs are performed under NVT (constant number of atoms, volume, and temperature) and NPT (constant number of atoms, pressure, and temperature) conditions using optimized potentials for liquid simulations-all-atom (OPLS-AA) force field with nonpolarizable water models (including SPC, TIP3P, TIP4P, and TIP4P/Ice), where the operating conditions include a temperature range of 250–350 K and pressures of 0.1 and 50 MPa. The potential energy and structural analysis, mean square displacement (MSD), diffusion coefficient, radial distribution function (RDF), lattice parameter, and the average number of hydrogen bonds between water–water molecules are evaluated by employing MD strategy. According to the potential energy results, the order for the water models in both TBAB and TBPB hydrate stabilities is as follows: TIP4P/Ice > TIP4P ≈ SPC > TIP3P. This order agrees well with the previous studies of gas hydrates and ices. In the absence and presence of methane and carbon dioxide guest molecules, the height of the peaks in the RDF of oxygen–oxygen atoms decreases with lowering pressure and increasing temperature; greater MSD, diffusion coefficient, and lattice parameter values are also achieved. Thus, in the absence and/or presence of guest gas molecules, the stability of TBAB and TBPB hydrate cages decreases with increasing temperature and reducing pressure. A good match is noticed between the results of MD simulation and previous experimental and theoretical studies, confirming the accuracy and validation of the simulation method. Reduction of the hydrogen bond balance between water molecules and formation of new hydrogen bonds between the water and the hydroxyl groups of methanol and/or ethanol molecules in the cages indicate that methanol and ethanol molecules have an inhibitory effect on TBAB and TBPB hydrates. Due to different hydrophilic versus hydrophobic behaviors of alcohols, the extent of disruption of hydrogen bonds between water–water molecules of TBAB and TBPB hydrates in the presence of methanol is larger than that in the presence of ethanol, which is consistent with the MD simulation results of clathrate hydrate. This study can help to further understand the semiclathrate hydrate stability or dissociation conditions at a molecular scale for better design and operation of corresponding processes.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,305
Écart entre enseignants0,263 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations10
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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