7. Cấu trúc của luận văn
2.2. Phương pháp tính cho hệ nghiên cứu
bằng chương trình VASP [32]. Kaolinite là một trong những khoáng sét phổ biến, có công thức hóa học là Al2Si2O5(OH)4, bao gồm một loạt các lớp không tích điện được kết nối bởi một mạng lưới các liên kết hydro, như chỉ ra ở hình 2.1. Trong các tính toán cho hệ nghiên cứu, cấu trúc bề mặt này được thiết kế với kích thước các chiều: a = 10,43 Å; b =9,06 Å; c = 25,0Å. Khoảng không gian trống (vacuum space) khoảng 15 Å, đủ lớn để bỏ qua các tương tác biên không cần thiết trong quá trình tính toán. Năng lượng E-cutoff được khảo sát và chọn ở mức 500 eV, để thu được các giá trị năng lượng trong các tính toán có độ chính xác và tin cậy cao [12], [29].
Bên cạnh đó phần mềm hỗ trợ xây dựng cấu trúc vật liệu như Material Studio [52], VESTA [53] là công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc xây dựng cấu trúc ban đầu để tạo ra file input cho phần mềm tính toán VASP. Các phần mềm này cũng cho phép hiển thị hình dạng cấu trúc phân tử, độ dài liên kết, mật độ electron, tọa độ phân bố của các nguyên tố trong hệ, v.v. giúp cho việc quan sát kết quả một cách trực quan.
Trong hệ nghiên cứu này, phiếm hàm Perdew-Burke- Ernzerhof (PBE) với sự gần đúng gradient tổng quát (GGA) cho thành phần tương quan trao đổi được sử dụng trong tất cả các tính toán [54]. Năng lượng hấp phụ (EA) và năng lượng tương tác (EI) được tính theo các biểu thức sau:
EA = Esurf-mol- (Esurf + Emol) (2.1) EI= Esurf-mol- (Esurf*+ Emol *) (2.2) Trong đó Esurf-mol, Esurf và Emol tương ứng là năng lượng tối ưu của phức, bề mặt và phân tử; Esurf* và Emol* là năng lượng điểm đơn của bề mặt và phân tử được tách ra từ phức và không tối ưu lại. Năng lượng biến dạng của phân tử hấp phụ (ED-mol) và bề mặt (ED-surf) trong quá trình hấp phụ được tính tương ứng là sự khác biệt giữa Emol* với Emol và Esurf* với Esurf [22], [55].
tương tác hình thành trên bề mặt, chúng tôi thực hiện các phép tính của các đại lượng nhiệt động như ái lực proton (PA) ở nguyên tử O/N và năng lượng tách proton (DPE) của liên kết C/O/N-H trong các phân tử dẫn xuất vòng benzen. Phân tích thế tĩnh điện của các phân tử (MEP), mật độ electron (ρ(r)), Laplacian (2ρ(r)) cũng được tính trong phân tích nguyên tử trong phân tử (AIM) cho các phức. Theo đó, các tính toán về DPE, PA tại các vị trí, phân tích AIM được tính tại mức lý thuyết B3LYP/6-31+G(d,p). Ngoài ra, để đánh giá sự chuyển mật độ electron giữa các hợp phần trong các phức, điện tích tại các nguyên tử được thực hiện theo phương pháp NBO tại cùng mức lý thuyết. Các tính toán này đều được thực hiện bằng chương trình Gaussian 09 [56], AIM 2000 [34], NBO 5.G. [8]
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN