Este artículo utiliza el método de Monte Carlo de gran canónico (grand canonical Monte Carlo, GCMC), basado en los campos de fuerza UFF (universal force field) y TraPPE (transferable potentials for phase equilibria), para llevar a cabo un estudio de simulación molecular de la adsorción de NH3 en ZIF-8(Zn). Combinando los resultados de la simulación molecular con un modelo termodinámico del ciclo frigorífico por adsorción, se investigaron las propiedades de adsorción y las prestaciones de refrigeración del par de fluido ZIF-8(Zn)/NH3. Los estudios muestran que, bajo condiciones isotérmicas, la cantidad de NH3 adsorbida en ZIF-8(Zn) aumenta con la presión, alcanzando capacidades de adsorción saturadas de 0.305 g/g y 0.231 g/g a 298 K y 398 K, respectivamente; a la misma temperatura, el calor total de adsorción también aumenta con la presión, principalmente debido al aumento del calor de adsorción causado por las interacciones entre moléculas de NH3, mientras que el calor de adsorción entre ZIF-8(Zn) y NH3 se mantiene relativamente estable; los resultados de la distribución de densidad de adsorción de NH3 en ZIF-8(Zn) muestran que el NH3 se adsorbe en gran medida en los sitios metálicos y es difícil que atraviese los canales con aperturas de poros más pequeñas en ZIF-8(Zn), y el NH3 que logra atravesar los canales se acumula dentro de las jaulas SOD de ZIF-8(Zn); este fluido frigorífico por adsorción presenta un rendimiento de refrigeración estable y una buena adaptabilidad a la temperatura. El coeficiente de rendimiento (COP) a una temperatura de refrigeración de 283 K (condiciones de ventilación) es de 0.43, y aún alcanza 0.38 a 243 K (condiciones de congelación).

ciclo de refrigeración por adsorción; simulación molecular; estructuras metal-orgánicas; termodinámica; rendimiento de refrigeración