概述 随着计算机性能与计算理论方法的改进，在原子分子水平模拟分子的结构与行为，在石油化工领域得到越来越广泛的应用。在高分子材料、分子筛催化剂以及油品添加剂的研发中，计算模拟能够帮助研究者更深入地理解所研究的体系，促进新分子筛催化剂、高分子材料的的开发与改性，油品添加剂新产品研制，减少实验工作，缩短研发周期。 分子筛催化 结构 分子筛存在大量的真空区域，基于平面波的DFT计算将耗费大量时间在无意义的真空区域。BAND采用STO+NO基组，从而大大节省计算时间，使用GGA等泛函进行结构优化具有较好的可行性 吸附与扩散 BAND、DFTB提供D3(BJ)、D4(EEQ)色散修正，更精确的计算分子吸附 自动探索表面吸附位点，自动探索表面化学反应机理 通过基于DFT、MOPAC、DFTB或力场的分子动力学模拟能够非常便捷地计算扩散系数 分子筛与分子之间相互作用能量的分解分析，以及电子转移的定性图像 巨正则系综蒙特卡洛、分子动力学模拟MOF材料表面的吸附等温线 高分子催化 高分子聚合催化剂的结构优化 高效并行的ADF能够支持大分子的DFT结构优化 支持多尺度方法，用户可以灵活划定聚合物原子区域，对不同区域采用不同的理论，协同优化聚合催化剂结构 对于一维周期性结构BAND采用的STO+NO基组大大提高计算效率，能够以比相对于平面波方法低一个数量级以上的计算成本，完成高精度GGA结构优化 高分子催化反应机理 吸附结构优化 多尺度方法计算反应过渡态、活化能、反应历程 对于一维周期性结构，支持高精度、高效率的DFT过渡态搜索、活化能计算、反应历程 使用ReaxFF分子动力学模拟对聚合物的力学性质，如杨氏模量、屈服点、泊松比进行预测 ReaxFF分子动力学探索未知反应机理 根据反应物、产物的分子结构，筛选反应通道 快速确认（副）反应可能性、（副）产物可能性 确定化学反应中反应物和产物之间的最佳原子映射 聚合物与分子之间相互作用能量的分解分析，以及电子转移的定性图像 油品添加剂 热解与燃烧 DFTB、MOPAC、ReaxFF均可作为分子动力学模拟引擎，支持同样的结果分析工具；ReaxFF作为经典的热解与燃烧分子模拟工具，包含最丰富的反应力场，广泛应用于该领域的研究 Bond Boost、REMD、CVHD、fbMC等加速反应方法，能够让分子动力学模拟在实 验温度下，得到宏观时间尺度化学反应的结果 Mol Sink允许在分子动力学模拟过程中，定时清除指定产物；Mol Gun可以定时添加反应物 自动分析产物数量变化、基元反应、反应速率常数，评估 其他研究工具 COSMO-RS 气-液相平衡、液-液相平衡 最优萃取溶剂优化 活度系数、溶解度、pKa、logP 使用定量构效关系估算物质性质：密度、熔点、沸点、闪点、介电常数、液态摩尔体积、分子范德华体积与表面积等 EDA-NOCV 键能分解分析，对分子间范德华作用、氢键作用能进行分解分析，分析泡利排斥、静电作用、轨道作用、色散作用能大小 分析化学键形成机理，电子在分子轨道中的定量转移，以及定性图像 固体表面与分子之间相互作用能量的分解分析，以及电子转移的定性图像 分子动力学 粘度 研究实例 实例1：Co/Mn/Na/S催化高选择性费托反应 Jingxiu Xie, Pasi P. Paalanen, […]