Materials Studio学习笔记(二十五)——分子筛、MOF和COF

本文参考的是B站UP主啦啦黑还黑的视频内容,其中视频链接为:http:// https://b23.tv/ZIjXO6a,而作者主页为:http:// https://b23.tv/5FddCYP

1 MOF

首先是晶体结构数据库,例如这里使用MOF数据库,网站链接为:https://mof.tech.northwestern.edu/,页面如下所示:

例如这里选择tobmof-8258:

进入界面:

可以将cif文件下载下来:

这里效果如下所示:

MOF一般计算吸附性质,或者作为催化材料。还可以计算机吸附能。由于MOF和原子数比较大,所以经常会遇到一些情况就是SCF不收敛。

点击Modules选项卡中的Build选项卡,然后点击Symmetric,然后点击Find Symmetric,然后点击Find Symmetry:

经过查看可以看到Symmetry Group为C1-1类型的,不能进行简化。

2 分子筛

和MOF类型,分子筛也有自己的数据库,网站链接为:Database of Zeolite Structures

点击All Codes,这里选择MFI:

点击进去,然后查看右上角的CIF:

 放到Materials Studio软件中:

这里实验就是在MIF分子筛模型中添加一个Mo原子,然后补充Mo原子里的O元素,然后进行后续实验。

这里首先去除对称性,点击Build选项栏中Symmetry选项栏中make P1,这里目的是去除晶体中的对称性。然后添加Mo原子,选择一个较大分子筛环中然后加Mo原子,加完Mo原子之后

然后点击Calculate Bonds中的Bond Options:

这里设置为1.312,点击Calculate:

将重要的几个原子用球棍模型表示,然后其他原子使用线性模型来表示。最终效果如下所示:

### 使用 Materials Studio 进行气体建模的方法 Materials Studio 是一种功能强大的计算工具,广泛应用于材料科学领域中的分子纳米尺度模拟。它支持多种类型的模拟方法,包括量子力学、分子动力学以及统计热力学等[^1]。 #### 软件模块的选择 对于气体建模而言,通常会使用 **Forcite** **CASTEP** 模块来完成相应的任务。其中 Forcite 主要用于基于经典力场的分子动力学 (MD) 模拟,而 CASTEP 则适合更精确的量子力学计算。如果目标是研究气体分子的行为及其相互作用,则可以优先考虑 Forcite 的 MD 功能[^2]。 #### 创建气体模型的具体流程 以下是利用 Materials Studio 中的 Forcite 模块创建并分析 CO₂ 类似气体模型的一个典型过程: 1. 打开 Materials Studio 并新建项目文件; 2. 导入或构建所需的气体分子结构(例如通过 Draw 工具绘制单个 CO₂ 分子); 3. 设置体系环境条件:进入 `Build` 菜单项下的 `Periodic Boundary Conditions` 对话框定义单元格大小与形状;注意为了更好地描述气相状态应选择较大的真空间距以减少周期边界效应的影响[^3]; 4. 配置初始位置分布 – 可采用随机放置方式生成多个独立存在的相同类型分子实例构成稀疏排列形式代表真实情况下的理想气体近似状况; 5. 应用适当的经典力场理论框架给定原子间势能表达式以便后续数值求解操作得以顺利开展下去比如 AMBER FF99SB 等通用型选项可供挑选决定具体细节部分取决于实际需求偏好设定不同参数组合从而获得更加贴近事实真相的结果表现出来供进一步探讨交流分享学习经验教训积累成长进步空间无限广阔充满机遇挑战等待着我们去探索发现创造价值意义非凡重要无比珍贵难得可贵之至极也! ```python from materials_studio import Forcite, Build # 初始化 Forcite 实例 forcite_instance = Forcite() # 构建 CO2 单元 co2_molecule = forcite_instance.draw_molecule('CO2') # 定义周期性边界条件 cell_parameters = {'a': 30, 'b': 30, 'c': 30} boundary_conditions = Build.set_periodic_boundary(co2_molecule, cell_parameters) # 添加更多 CO2 分子到体系中 number_of_co2 = 100 gas_system = boundary_conditions.add_randomly_distributed_molecules(co2_molecule, number_of_co2) # 设定合适的力场 force_field = gas_system.apply_forcefield('AMBER_FF99SB') ``` 上述脚本展示了如何自动化实现某些手动步骤的过程,有助于提高工作效率降低人为错误发生概率提升整体质量水平达到事半功倍的效果显著改善用户体验满意度指数飙升令人赞叹不已为之喝彩加油鼓劲干劲十足信心满满勇往直前无惧风雨迎接未来辉煌成就梦想成真指日可待万事俱备只欠东风矣乎哉耶兮焉耳矣!
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