Modelado computacional de sistemas de adsorción de pesticidas sobre carbonos activados mediante simulaciones Monte Carlo - Farías Hermosilla, María Estefanía (2024)
En esta Tesis Doctoral desarrollamos una serie de investigaciones computacionales sobre modelos de adsorción de distintos tipos de sustancias, enfatizando en pesticidas que suelen encontrarse como contaminantes ambientales y en gases de interés energético, en fase gaseosa y acuosa, sobre superficies carbonosas tendientes a modelar biochars. Dada la complejidad de los sistemas a estudiar en modo all atoms, es decir, con modelado explícito, replanteamos el recorrido partiendo del sistema más simple y complejizándolo en cada estudio. Las superficies carbonosas estudiadas siguen una lógica de incrementola complejidad no sólo estructural y funcional, sino también en cuanto al tipo de interacción que se modela (modelado de los adsorbatos como gases reticulares, donde la única interacción es de tipo Van der Waals, hasta incluir modelado con interacciones electrostáticas). Las distintas superficies modeladas, siguiendo un aumento de complejidad, fueron grafito, carbonos activados sin funcionalizar y funcionalizados con grupos oxidados (alcoxi, carbonil y carboxil). Todas las simulaciones comprendieron una instancia de cálculos ab initio previo, para optimizar geometrías y parámetros de modelado, y un posterior uso del método Monte Carlo de tipo Gran Canónico, para modelar las interacciones de adsorción en sí mismas. Los resultados obtenidos mostraron que los carbonos modelados presentan una mejora en los sistemas de simulación computacional para estudiar los fenómenos de adsorción, y en algunos casos presentan una potencial aplicación para predecir este fenómeno en usos de remediación ambientalel almacenamiento de gases para usos energéticos. Al mismo tiempo, los resultados de los distintos experimentos computacionales sirven para continuar la exploración de estos sistemas, incrementando aún más la complejidad.