Dynamics and structure of liquids under special conditions: water confined in giant polyoxometalates and co2-brine mixtures

Garcia Ratés, Miquel Alexandre

Description:

The structure and dynamics of liquids are distorted under special conditions, such as under confinement, or in the presence of ions. This thesis is divided into two parts. In the first part, we have studied the structure and dynamics of water confined in giant polyoxomolybdate molecular clusters by means of molecular dynamics (MD) simulations at ambient conditions. We observe that water organizes in concentric layered structures of the buckyball family, which agree with X-ray data for these systems at low temperature. Several structural and dynamical data are provided and compared to experimental and theoretical analyses for reverse micelles of similar size, where qualitative agreement is observed. The second part of the thesis is devoted to the calculation of the diffusivity of carbon dioxide (CO2) in brine under the thermodynamic conditions representative of deep saline aquifers through MD simulations. We have calculated CO2 mass and self diffusion coefficients, electrical conductivities, as well as rotational relaxation times. These results are the first estimation of mass diffusion and rotational relaxation times of CO2 in deep saline aquifers.
L'estructura i la dinàmica dels líquids varien sota determinades condicions, tals com sota confinament o en presència d'ions. Aquesta tesi es divideix en dues parts. En la primera part, s'han estudiat l'estructura i la dinàmica d'aigua confinada en polyoxomolibdats gegants, per mitjà de simulacions de dinàmica molecular (DM) a condicions normals de temperatura i pressió. Els resultats obtinguts mostren que l'aigua tendeix a organitzar-se en capes concèntriques de la família de les buckyball. Les posicions d'aquestes capes coincideixen amb resultats experimentals de raigs X per aquest sistema a baixa temperatura. S'han calculat un gran nombre de propietats estructurals i dinàmiques, algunes de les quals s'han comparat amb dades experimentals i de simulació per micel•les reverses de grandària similar amb un resultat satisfactori. La segona part de la tesi es centra en el càlcul de la difussivitat del diòxid de carboni (CO2) en salmorra sota les condiciones termodinàmiques representatives d’aqüífers salins subterranis mitjançant simulacions de dinàmica molecular. S'han calculat els coeficients de difusió màssics i d'autodifusió del CO2, la conductivitat elèctrica de la barreja, així com els temps de relaxació rotacional del CO2 per totes les condicions. Aquests resultats constitueixen la primera estimació de coeficients de difusió màssics i temps de relaxació rotacional del CO2 en aqüífers salins subterranis.

Type:

info:eu-repo/semantics/publishedVersion
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis

Contributor:

Departament d'Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica
Universitat Rovira i Virgili.

Títol:

Dynamics and structure of liquids under special conditions: water confined in giant polyoxometalates and co2-brine mixtures

Language:

eng

Subject:

538.9 - Física de la matèria condensada

Format:

application/pdf
217 p.

Creator:

Garcia Ratés, Miquel Alexandre

Rights:

info:eu-repo/semantics/openAccess
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al repositori institucional de la Universitat Rovira i Virgili. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a aquest repositori (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

Date:

2011-09-09

Publisher:

Universitat Rovira i Virgili

Subject:

538.9 - Física de la matèria condensada

Language:

eng

Publisher:

Universitat Rovira i Virgili

Source:

TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)

Identifier:

http://hdl.handle.net/10803/38884

Format:

application/pdf
217 p.

Keywords:

aigua
Diòxide de carboni
Agua
Dióxido de carbono
Polioxometalats
Dinámica molecular

Date:	2011-09-09
Departament/Institute:	Departament d'Enginyeria Electrònica, Elèctrica i Automàtica Universitat Rovira i Virgili.
Director:	Bonet i Avalos, Josep
Author:	Garcia Ratés, Miquel Alexandre
Title:	Dynamics and structure of liquids under special conditions: water confined in giant polyoxometalates and co2-brine mixtures

Information