Simulation par dynamique moléculaire de l’adsorption de l’oxyde nitreux sur du Zeolitic Imidazolate Framework-8 (ZIF-8)

L’oxyde nitreux (N₂O) est le 3^ème gaz à effet de serre (GES) le plus important après le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane. Il est issu de l'agriculture et de la gestion des déchets. Le N₂O a un potentiel de réchauffement global 298 fois plus élevé que celui du CO₂ et le contrôle de ses émissions s’avère primordial. Afin d’optimiser rapidement les conditions opératoires lors de l’adsorption du N₂O sous des conditions de température et de pression ambiantes (TPA), la modélisation moléculaire peut être utilisée. Cette dernière permet d’étudier l’influence d’un nombre élevé de variables expérimentales sur la performance de divers procédés sans avoir recours à des plans expérimentaux complexes et dispendieux.

Les adsorbants de type Metal Organic Frameworks (MOFs) ont une capacité d’adsorption élevée des GES. Cependant, peu d’information sur l’utilisation de ces matériaux poreux pour l’adsorption du N₂O sous TPA sont disponibles. Dans cette étude, le Zeolitic Imidazolate Framework-8 (ZIF-8), qui fait partie de la famille des MOFs, a été choisi en raison de sa structure flexible, son hydrophobicité et son potentiel d’adsorption élevé. La simulation par dynamique moléculaire a été utilisée pour calculer l’adsorption du N₂O sur du ZIF-8. Le champ de force MM3, adapté pour les MOFs, est un ensemble de paramètres et d’équations permettant de simuler le procédé d’adsorption. Finalement, une méthode de calcul a été développée pour déterminer la capacité d’adsorption du N₂O sous TPA.