[发明专利]一种构建生物质焦炭分子模型的方法

权利要求书

1.一种构建生物质焦炭分子模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对仿真软件构建的生物质分子结构模型进行能量和几何优化，得到优化后的生物质分子结构模型；

（2）采用Material Studio软件中的Amorphous Cell模块构建盒子，将优化后的生物质分子结构模型放入盒子中；

（3）采用Material Studio软件对经步骤（2）处理后的盒子进行能量优化、NPT优化，至盒子体系密度恒定，得到生物质3D分子结构模型；

（4）利用分子动力学仿真软件Lammps对步骤（3）得到的生物质3D分子结构模型进行基于反应力场的分子动力学热解模拟，得到生物质热解产物的分子片段；

（5）提取生物质热解产物中焦炭的分子片段，采用Material Studio软件中的Amorphous Cell模块构建盒子，将提取的焦炭产物的分子片段放入盒子中，然后对盒子进行能量优化、NPT优化，至盒子体系密度恒定，得到生物质焦炭的3D分子结构模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述分子动力学热解模拟采用的力场参数为CHON反应力场参数，所述分子动力学热解模拟是在NVT系综下进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述分子动力学热解模拟的模拟条件为：热解模拟温度为300～3000 K，热解时间为50～250 ps，时间步长为0.1～0.25ps。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（5）中，所述NPT优化的参数设置为：压力设置为0.1 MPa，温度为298 K，计算时间设定为1000 ps，时间步长为1 ps。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（3）和步骤（5）中，所述能量优化是采用Material Studio软件中的Discover模块进行能量优化，所述NPT优化是采用MaterialStudio软件中的Forcite模块进行NPT优化。

6.根据权利要求1～5任一所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述盒子的中生物质分子结构模型的数量为5～50个。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述盒子的初始密度不超过0.3g/cm³。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述焦炭为热解产物中碳原子数大于40的分子片段。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物质为木质素、纤维素和半纤维素中的任意一种。