Liquid-vapour and liquid-liquid coexistence curves of fluids in porous materials by molecular simulation methods

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Flüssig-Gas- und Flüssig-Flüssig-Phasengleichgewichte von in Poren eingeschlossenen reinen Fluiden und fluiden Mischungen sollen durch Gibbs-Ensemble-Monte-Carlo-Simulationen mit effizienten Techniken für den Teilchentransfer berechnet werden. Die sich in den Poren einstellenden fluiden Phasen und derer Struktur sowie die auftretenden Phasenübergänge und die Form der Phasendiagramme sollen genauer charakterisiert werden "Finite-Size"-Effekte und Oberflächeneinflüsse können durch Variation der Porenparameter separiert werden. Zusammenhänge zwischen den beobachteten Flüssig-Flüssig- und Flüssig-Gas-Phasenübergängen und möglichen Oberflächenübergängen sollen auch untersucht werden. Hiermit soll eine Basis zum Verständnis und zur Vorhersage des Phasenzustandes von reinen Fluiden und fluiden Mischungen und deren Eigenschaften in unterschiedlichen porösen Materialien und in einem weiten thermodynamischen Zustandsbereich gelegt werden. Es sollen auch die Eigenschaften von Fluiden in offenen Poren, die im Gleichgewicht mit einer "Bulk-Phase" stehen, untersucht werden. Dies ist eine insbesondere für praktische Anwendungen sehr wichtige Situation. Neue Ansätze zur Berechnung von Koexistenzbereichen komplexer Systeme, wie von stark asymetrischen binären Mischungen in strukturierten Poren, sollen entwickelt wrden. Zum einen sollen durch die Berechnung des Percolationsverhaltens Flüssig-Flüssig-Entmischungen sowohl im Bulk als auch in poröser Umgebung lokalisiert werden. Mit einem anderen Ansatz sollen aus den Isothermen eines Ensembles mit eingeschränkten Dichtefluktuationen der Flüssig-Gas-Phasenübergang eines Fluids in einer strukturierten Pore ermittelt werden.