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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 分子模拟 » Monte Carlo » 【求助】CuBTC MOF + CO2 MuSiC 问题
北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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qphll

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】CuBTC MOF + CO2 MuSiC 问题 已有12人参与

在用MuSiC测试体系: CO2+CuBTC的时候, 发现了两个问题:
(1) 采用与文献相同模拟, 相同参数, 相同软件的情况下, 吸附量差别很大;
(2) 改变压力做吸附等温线, 不同压力下的吸附量竟然差别不大.

应该是哪里的设置有些问题. 让我细细道来, 大家评论一下.

拿来测试的文献是: Molecular Simulations and Experimental Studies of CO2, CO and N2 adsorption in Metal-Organic Frameworks, J. Phys. Chem. C, 114, 15735, 2010

更具体一点, 试图重复的数据是该文献Figure-2中, 298K下CO2在CuBTC中的吸附. 在GetData的帮助下, Figure-2中CO2在CuBTC的吸附量大致如下:

Pressure, KPa              Loading, mol/kg
41.28                          2.22
120.67                        5.40
321.05                       10.93
530.09                       12.94
720.96                       14.03
1149.34                      14.95

以41.28KPa这个压力点为例, 贴出所有我计算中用到的文件.
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1楼 2010-11-03 14:13:26
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qphll

金虫 (正式写手)
分别生成的两个pmap文件命名为:

C_CO2.M4.LJ111.pmap
O_CO2.M4.LJ111.pmap

至于emap, 针对每种吸附质, 只需要生成一个, 其原理就是生成该吸附质的库仑力格点.

(a) Control File 内容


------ General Information ------------------------------------------
CuBTC_M4, to generate eamp@CuBTC
1   
1   
1   
1
2
191283
4                    
CuBTC_M4.emap.res
CuBTC_M4.emap.con
------ Atomic Types --------------------------------------------------
7                        

Patom
Patom.atm

Ca_CuBTC_M4
Ca_CuBTC_M4.atm

Cb_CuBTC_M4
Cb_CuBTC_M4.atm

Cc_CuBTC_M4
Cc_CuBTC_M4.atm

Cu_CuBTC_M4
Cu_CuBTC_M4.atm

O_CuBTC_M4
O_CuBTC_M4.atm

H_CuBTC_M4
H_CuBTC_M4.atm

------ Molecule Types -------------------------------------------------
2                    
                                                                    
probe
probe.mol

CuBTC_M4
CuBTC_M4.mol
------ Simulation Cell Information ------------------------------------
CuBTC_M4
1, 1, 1           
1, 1, 1              
------ Forcefield Information -------------------------------------------
BASIC               
ATM                  
atm_atm_file
mol_mol_file
intramolecular_file
------ Mapmaker Information  -----------------------------------------------
1         # Number of maps to make
          #  PLEASE KEEP THIS 'BLANK LINE'!!
CuBTC_M4     # Name of the sorbent
probe      # Name of prob atoms of the sorbate
COUL EWALD  # Typer of interaction to be mapped
0.1       # Grid of spacing, Angstrom
500.0     # High end potential cutoff, KJ/mol
AUTO      # Map filename or AUTO
------ Configuration Initialization -------------------------------------
probe
GCMC NULL
CuBTC_M4
FIXED NULL

(b) probe.mol 内容:
Molecule_Name: probe CHARGED

Coord_Info: Listed Cartesian Rigid
1
1   0.000000   0.000000   0.000000   Patom   1.0   0   0

Molecule_DOF: 3


(c) Patom.atm 内容:

##### Basic Atom Information

Atom_Name: Patom
Atom_Symbol: P
Atom_SS_Charge: 0.0
Atom_SZ_Charge: 0.0
Atom_Mass: 14.0067
Atom_Valency: 0


此处生成的CuBTC的emap命名为:
CuBTC_M4.111.emap

至此, 前期的准备工作, 包括: atm文件, mol文件, pmap文件, emap文件都准备完毕.

[ Last edited by qphll on 2010-11-3 at 14:50 ]
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4楼2010-11-03 14:15:15
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zh1987hs(金币+3): 2010-11-03 15:28:55
看了你的atm-atm文件，里面的截断半径不对，文献里是12.8，你的是13。Locut最好选择0.1。
此外，制作map的时候，计算步数不能只有1步，太少了，应该多迭代几次，最少100W步吧。CO2制作emap的时候，应该还是将C和O原子的emap分开制作。
吸附量算的这么大，我怀疑是emap做的不对，建议你将Emap分开制作，然后再试试。

[ Last edited by ghcacj on 2010-11-3 at 15:10 ]
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13楼2010-11-03 14:35:37
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zh1987hs(金币+2): 2010-11-03 15:28:43
引用回帖:
Originally posted by qphll at 2010-11-03 15:13:33:


CUTOFF这里, 有可能是一个因素, 但是没有觉得会这样大. 不管怎样, 倒是可以尝试.

CO2的两个pmap都生成了.

生成pmap或者emap的时候, CONTROL FILE的第二行No. of iterations数值, 我的理解就是1, 100W的 ...

虽然理论上来说1步就够了，但是经过我的尝试，发现步数多点，计算结果更可靠，原因未知。emap你还是把C和O分开做，调用的时候也分开调用，这样靠谱些。
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15楼2010-11-03 15:15:59
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zh1987hs(金币+3): 2010-11-03 15:28:23
引用回帖:
Originally posted by qphll at 2010-11-03 15:21:21:


倒是有这个可能, 如果只是计算一步, 有可能某些位置会没有包括进去. 不过按理, 那些卫被包括进去的点, 应该也是可以线性插入来求得VDW作用能量的.

插值的结果不如取点的结果精确，还有就是map.ctr文件中，500.0     # High end potential cutoff, KJ/mol 这个数值建议降低，取100试试看。不然能量太高的点被保留，可能对计算会有影响。你按照我给你说的那些改，应该可以纠正，Cu-BTC吸附CO2不是很复杂，可以重复出来的。顺便说一句，你的Music学得挺快的。
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17楼2010-11-03 15:23:50
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zh1987hs(金币+4):鼓励 2010-11-04 10:49:21
ghcacj(金币+10, 模拟EPI+1):鼓励，支持 2010-11-04 10:53:28
update 2:

重新生成了CO2的两个pmap文件, 和CuBTC的EMAP文件. 改动如下:

(1) Pmap的control file中 cutoff阀值由原先500KJ/mol 修改为200KJ/mol

(2) EMAP的control file中 cutoff阀值由原先500KJ/mol 修改为100KJ/mol

(3) atm_atm_file中,
CuBTC原子的vdw HICUT为13.1A, LOCUT为0.01A;
CO2原子和CO2-CBTC的vdw HICUT为12.8A, LOCUT为0.01A;

(4) PMAP的迭代次数由原先的1修改为1000000; EMAP的生成方法和原先一样, 还是用一个带单位电荷的探针, 迭代步数依然为1.

在map文件生成的情况下, 单点计算前面提到的那留个压力, 同时在不适用map文件的情况下计算41.28Kpa下的吸附

试验结果如下:

(1) 图一张



尽管我和文献一样, 每点迭代2E7, 取后50%平均, 但是文献是用了3*3*3, 我只是用1*1*1, 这样看起来结果吻合得还算可以.

(2) 同样的压力(41.28KPa), 不用map, 计算结果为2.24kg/mol, 使用PMAP+EMAP后的结果是 2.34kg/mol. 文献报导的改点吸附为 2.22kg/mol.

貌似不用map文件, 计算更加可靠一些? (假设文献报导的值是standard reference)

言下之意, PMAP或者EMAP还有需要改进的地方??? HOW????

(3) MAP文件对计算速度的提升还是很明显的, 依然是(2)中的比较, 不用map文件, 耗时7.1759 hrs, 使用了PMAP+EMAP, 耗时 58.714 min.

注意的是, 不用map文件时, 迭代步数为 1E7; 用Map文件下的计算, 都是 2E7

这样折算下来, 速度差别, 那是相当相当的大........
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28楼2010-11-04 10:40:02
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金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by xiaokongyu at 2010-11-04 11:39:39:
终于。。。抢到沙发

楼上来打酱油, 我来再update一下~~
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35楼2010-11-05 00:13:28
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金虫 (正式写手)
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ghcacj(金币+10):谢谢 2010-11-11 14:11:03
我应该还有一个update没有做, 就是有关能量的波动曲线. 今天是没有时间做那个事情了. 但是现在如果回头看看做的这些的尝试, 有多少事实上是不需要的呢, 或者有哪些是在计算之前就需要弄清楚的呢?

(1) 体系的大小
(2) VDW参数
(3) CUTOFF数值, VDW, COUL (WFCOUL or EWALD ?)
(4) 计算步数, 能量曲线, 接受概率
(5) MC MOVE的步长
(6) 文献 (实验, 计算)

注意:
(a) 如果要修改CuBTC 为 2*2*2, 很有可能会遇到报错, 说有too many spec-spec interaction. 需要修改ssbasic.F90 Line 1532, 将那里的体系限制从10000改大.

(b) 在 CuBTC 为 2*2*2的情况下, map文件的生成是一个问题, 不管是emap, 还是pamp, 除了需要修改一些参数, 例如, ewald.F90中是hard coded to 50000. 你需要增大这个阀值. 但是, 增大了也没有用. 因为你的内存很有可能是不够的, 我大概估算了一下, 在 0.1 angstrom 为步长的情况下, map文件的生成, 似乎需要大于5G的内存分配. 或者我疏漏了什么, 但是有谁做过这个尝试嘛???

不管怎样, 将这些问题放在心里, 那么你就可以在重现文献数据, 练手熟练的情况下, 放手尝试新的体系了, 而且会对你自己的计算结果有信心!

(欠一个能量图的分析......)
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60楼2010-11-11 13:58:15
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金虫 (正式写手)
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ghcacj(金币+15, 模拟EPI+1):very very good 2010-11-14 08:43:48
引用回帖:
Originally posted by ghcacj at 2010-11-11 14:32:15:
设置全一样了，可是结果还是16.5左右，怎么回事，但是我将Ewald参数改成KMAX=7，KAPPA=3时，结果反而和文献比较吻合了，请问这个参数如何取比较合适？

针对这个问题, 做一些update.

先来看一下emap的mol_mol_file:


Lattice Lattice NCOUL OFF
Lattice Lattice COUL OFF
Probe Lattice NCOUL OFF
Probe Lattice COUL SUM FAST FIXED EWALD SFACTOR KMAX@15 KAPPA@6.7 LOCUT@1e-10
Probe Probe NCOUL OFF
Probe Probe COUL OFF

首先需要指出的是, 这里除了 Probe 与 Lattice的COUL作用之外, 其他的相互作用全部关闭.
来仔细看看这句:
Probe Lattice COUL SUM FAST FIXED EWALD SFACTOR KMAX@15 KAPPA@6.7 LOCUT@1e10
(1) “Probe” 和 “Lattice”, 这个就像“路人甲”一样, 你想怎么称呼都可以;
(2) “COUL”是从 ff.F90过来的, 在那个源程序里面定义了体系的能量从COUL和NONCOUL计算得到;
(3) “SUM”, “FAST”, “FIXED”,“EWALD”来自于ssdrive.F90, 我们来一一解读一下.
(a) SUM
Line 94, 定于了 “SUM”:  “Type(SSSumParams), Pointer       :: sum”. 很容易理解, 在任意位置上, Probe与Lattice的COUL作用, 需要累加起来.
(b) FAST
Line 495,是注释行, 关于“FAST”是这样说的, “fast -- True (False) => evaluate "Fast" (Slow) interactions”
字面上的理解就是, 用了“FAST”那么计算的时候, 关于相互作用的计算就能“加速”,至于如何加速? 不知道, 也不需要知道.
(c) FIXED
没有从源程序找到很好的对应, 但是这个是和Control文件中对于Lattice的处理对应的, 我们将Lattice文件Fixed处理, 那么这里也是需要告诉mapmake文件这个信息. 除此之外, 没啥用处.
(d) EWALD
这个指定了如果生成EMAP, 前面有提到过, GCMC的EMAP只能通过EWALD得到, 而on-the-fly COUL计算(i.e. 不用EMAP, 在GCMC中直接计算COUL)只能WFCOUL而不能使用EWALD.
Line542再次证明了这一点认识: “on the fly ewald sums are implemented for md only”
也就是说, MD时, on the fly COUL计算, 是可以采用EWALD SUM的, 但是MC(包括GCMC)不行....

(4) SFACTOR, KMAX, KAPPA, LOCUT是EWALD方法中的参数. 具体的原理,参见Frenkel&Smit 的第十二章, 或者MuSiC的相关文档. 你也可以从ewald.F90 的subroutine (Line 152 to Line 269) ewald_init看到程序中是怎样指定这些参数的. 另外, sssum.F90也很值得一看, 如果你想了解更多EWALD是怎样在MuSiC中实现的话.
下面一一分析一下这四个参数.
(a) SFACTOR
Line 205 to Line 207:      
        Case ('sfactor')
        !** We want to use the structure factor.
        eparams%useSF = .TRUE.
它是一个逻辑变量, 默认值是.FALSE., 所以在这里需要加入这个关键词来激活它, 变为.TRUE.
激活这个逻辑变量以后, 程序做了一些什么呢? 参加 Line 284 那边的注释.
      !** Call the structure factor routine. This calculates the k space
      !** vectors we will use later when computing the Ewald summation. If
      !** the coordinates of the ions are fixed, this needs to be calculated
      !** only once. If they change, it must be recalculated.   
(b) KMAX
Line 184: “Number of k "boxes" in each direction (x,y,z)”. 你可能注意到在程序里面, KAMX is hard coded to be 5000, 你可能回想增大这个数值, 来处理更大的体系. 但是, 不幸的是, 你的内存很有可能比KMAX参数更快地达到阀值, 所以, 修改这个参数在实际使用上, 没有意义, 我没有测试过, 但是我觉得这里 KMAX@15, 其实15这个数值, 是没什么意义的, 只是需要一个input而已, 你用15, 10还是8, 没有区别.
(c) KAPPA 是和 EWALD SUM里面的Gaussian function有关的一个参数, 它定义了 Gaussian Function的带宽.
如果你看Frenkel&Smit 的第十二章, 这里程序中的KAPPA参数值等于Frenkel&Smit Chap.12中的alpha^0.5.
(d) LOCUT
这个很好理解, 请看ewald.F90文件中的这一行:
Line 200, “   !** Low end cutoff for the reciprocal space k vectors.”

接下来的问题就是, 我们应该如何选择合适的KAPPA和KMAX参数? 这两个参数的选择是基于EWALD SUM 计算时对于实空间和倒空间的“利用”和平衡. 一般而言, KMAX必须让SUMMATION在倒空间的计算满足随着KAPPA参数收敛, 同时尽量让实空间的计算也能快速收敛. 比方说, 减小KAPPA参数可以使得倒空间的收敛加快, 但是此时实空间的收敛就会减慢. 在非常小的KAPPA参数下, 实空间的EWALD SUM 和WFCOUL方法一样. 在其他MAP MAKE 参数相同的情况下, 测试不同的KAPPA数值, 看生成MAP需要的不同时间, 来找到最优值, 但是一般来讲, 这个对于MC(包括GCMC, 和MC里面相应的EMAP的生成)没有实际意义. 但是对于MD来讲, 由于on the fly COUL计算可以采用EWALD SUM 方法, 这样的测试还是能有明显提速功效的.
好了, 对于生成EMAP时EWALD 方法的介绍差不多了解这些就足够了. 还有值得提醒的就是, MuSiC中支持的EWALD 方法只是对正交盒子有效 (orthorhombic unit cell). 这个对于GCMC问题不大, zeolite, MOF等材料, 大多数还是orthombic的, 但是如果是自己生成的初始结构, 想要算吸附, 然后又想要使用EMAP的时候, 就需要注意这一点!
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66楼2010-11-13 22:11:52
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ghcacj(金币+10):精彩 2010-11-23 09:19:17
引用回帖:
Originally posted by zyj8119 at 2010-11-22 13:58:47:

没有下文了？

小update一下.

常常看到文献上有这样的说法:

"At least 20 million trials were used in the simulations, among which the first half was used for equilibrium, and the last half was used to calculate the ensemble averages."

那么这里的"20 million trials" 和 "50%" 这两个关键词是怎样来的?

同样用我们这里的例子, 同样用类似前面某次update提到的体系能量变化图, 我们再仔细看看:

上图!



大家可以看到, 我这里也是跑了 20 million, 也是将前50%扔掉, 后50%系综平均.

但是很明显, 从大图(黑线)可以看出, 体系的总能量在(10E6~14E6)这个阶段还是有很明显的降低. 从小图1(红线, 18E6~20E6)看出, 就算是将总迭代(2E7)的80%扔掉, 体系的能量在最后的20%那里还是在降低.

从小图2(蓝线, 19E6~20E6) 看起来, 似乎体系还是在波动, 但是考虑到波动的绝对值小于 20KJ (注意, 这里是 20KJ for the whole system, NOT 20KJ/mol), 再结合大图(黑线)最后 19E6~20E6处体现出来的'平坦', 我们有理由说服自己, 在19E6步以后, 体系已经达到平衡态了. 差不多可以安全地做系综平均了.

但是, 为了百分百放心, 最好在这个基础上, 再往后算10E6步, 然后看看这个区间 19E6~30E6 的能量波动, 如果能量的波动像小图2(蓝线)所示范围震荡, 那么OK, 放心大胆系综平均, 得出你的结论吧. 反之, 如果体系能量还是像小图1(红线)所示, 有一路下降的趋势(哪怕斜率平坦), 那么对不起, 体系还没有平衡, 继续跑吧......


以上小小update, 可以看作如何选择迭代总步数, 如果选择系综平均(到底扔掉前面的百分之多少)的一些依据.

[ Last edited by qphll on 2010-11-23 at 07:02 ]
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76楼2010-11-23 06:56:08
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qphll

金虫 (正式写手)
(1) 生成CO2的两个pmap文件, 一个是O原子在CuBTC的VDW格点; 另外一个是C原子在CuBTC的VDW格点.

以C原子为例.

(a). Control File


------ General Information ------------------------------------------  
CO2 in CuBTC_M4, to generate C_CO2 Pamp@CuBTC
1   
1   
1   
1
2
191283
4                    
C_CO2.CuBTC_M4.pmap.res
C_CO2.CuBTC_M4.pmap.con
------ Atomic Types --------------------------------------------------
7                        

C_CO2
C_CO2.atm

Ca_CuBTC_M4
Ca_CuBTC_M4.atm

Cb_CuBTC_M4
Cb_CuBTC_M4.atm

Cc_CuBTC_M4
Cc_CuBTC_M4.atm

Cu_CuBTC_M4
Cu_CuBTC_M4.atm

O_CuBTC_M4
O_CuBTC_M4.atm

H_CuBTC_M4
H_CuBTC_M4.atm

------ Molecule Types -------------------------------------------------
2                    
                                                                  
CO2_C_prob
CO2_C_prob.mol

CuBTC_M4
CuBTC_M4.mol
------ Simulation Cell Information ------------------------------------
CuBTC_M4
1, 1, 1              
1, 1, 1              
------ Forcefield Information -------------------------------------------
BASIC               
ATM                  
atm_atm_file
mol_mol_file
intramolecular_file
------ Mapmaker Information  -----------------------------------------------
1         # Number of maps to make
          #  PLEASE KEEP THIS 'BLANK LINE'!!
CuBTC_M4     # Name of the sorbent
CO2_C_prob      # Name of prob atoms of the sorbate
NCOUL LJ  # Typer of interaction to be mapped
0.1       # Grid of spacing, Angstrom
500.0     # High end potential cutoff, KJ/mol
C_CO2.LJ.M4.pmap      # Map filename or AUTO
------ Configuration Initialization -------------------------------------
CO2_C_prob
GCMC NULL
CuBTC_M4
FIXED NULL

(b) mol_mol_file

CuBTC_M4   CuBTC_M4   NCOUL   OFF
CuBTC_M4   CuBTC_M4    COUL   OFF

CO2_C_prob        CO2_C_prob   COUL OFF
CO2_C_prob        CO2_C_prob   NCOUL OFF

CO2_C_prob      CuBTC_M4    COUL   OFF
CO2_C_prob      CuBTC_M4   NCOUL   BASIC   LJ    FAST

(c) intramolecular_file

Intra: CO2_C_prob
Intra: CuBTC_M4

(d) atm_atm_file
### CuBTC_M4, JPCB, 2006, 110, 17776
Ca_CuBTC_M4   Ca_CuBTC_M4   LJ   SIG@3.75   EPS@44.91   HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cb_CuBTC_M4   Cb_CuBTC_M4   LJ   SIG@3.55   EPS@35.23   HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cc_CuBTC_M4   Cc_CuBTC_M4   LJ   SIG@3.55   EPS@35.23   HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cu_CuBTC_M4   Cu_CuBTC_M4   LJ   SIG@3.11   EPS@2.52    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
O_CuBTC_M4     O_CuBTC_M4   LJ   SIG@2.96   EPS@73.98   HICUT@13.0   LOCUT@0.5
H_CuBTC_M4     H_CuBTC_M4   LJ   SIG@2.42   EPS@15.10   HICUT@13.0   LOCUT@0.5
# L-B Mixture for Intra-CuBTC atoms
Ca_CuBTC_M4  Cb_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Ca_CuBTC_M4  Cc_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Ca_CuBTC_M4  Cu_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Ca_CuBTC_M4   O_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Ca_CuBTC_M4   H_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5

Cb_CuBTC_M4  Cc_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cb_CuBTC_M4  Cu_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cb_CuBTC_M4   O_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cb_CuBTC_M4   H_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5

Cc_CuBTC_M4  Cu_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cc_CuBTC_M4   O_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cc_CuBTC_M4   H_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5

Cu_CuBTC_M4   O_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
Cu_CuBTC_M4   H_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5

O_CuBTC_M4    H_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
##########################################################################



##########################################################################
### CO2
C_CO2       C_CO2     LJ   SIG@2.8     EPS@27.0     HICUT@13.0   LOCUT@0.5
O_CO2       O_CO2     LJ   SIG@3.05    EPS@79.0     HICUT@13.0   LOCUT@0.5
# L-B Mixture for Intra-NH3 atoms
C_CO2       O_CO2     LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5

## CO2-CuBTC_M4, L-B Mixture
C_CO2     Ca_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
C_CO2     Cb_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
C_CO2     Cc_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
C_CO2     Cu_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
C_CO2      O_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
C_CO2      H_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5

O_CO2     Ca_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
O_CO2     Cb_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
O_CO2     Cc_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
O_CO2     Cu_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
O_CO2      O_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
O_CO2      H_CuBTC_M4    LJ   SIG@LBMIX   EPS@LBMIX    HICUT@13.0   LOCUT@0.5
##########################################################################

##############################################################################
##### Coulombic

############################################################################
### CO2-CO2 #####
C_CO2    C_CO2   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.2
O_CO2    O_CO2   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
C_CO2    O_CO2   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1

### CO2-CuBTC_M4  #####
C_CO2    Ca_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
C_CO2    Cb_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
C_CO2    Cc_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
C_CO2    Cu_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
C_CO2     O_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
C_CO2     H_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1

O_CO2    Ca_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
O_CO2    Cb_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
O_CO2    Cc_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
O_CO2    Cu_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
O_CO2     O_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
O_CO2     H_CuBTC_M4   WFCOUL   HICUT@13.0   ALPHA@0.1
################################################################################

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金虫 (正式写手)
一些molecule文件和atom文件

(a)  CuBTC_M4.mol文件, 不管是生成pmap, 还是emap, 还是GCMC的时候, 都是同一个, 其文件内容如下:

字数限制, 该文件内容不完整.

## Basic Molecule Information
## CuBTC Model-4
## CuBTC, Total number of atom in CuBTC UnitCell: 624
## The Charge Information is from, JPCB, 2006, 110, 17776
## Cu:  1.098   *  48
##  O: -0.665   *  192
## Ca:  0.778   *  96
## Cb: -0.092   *  96
## Cc: -0.014   *  96
##  H:  0.109   *  96
## The initial coordinates (dehydrated form) are from "Science, 1999, 283, 1148"

Molecule_Name: CuBTC_M4 CHARGED

Coord_Info: Listed Cartesian Rigid NOTRANSFORM
     624
     1        8.341   6.405  -1.376       O_CuBTC_M4    -0.665    0     0
     2       18.002  19.938  -1.376       O_CuBTC_M4    -0.665    0     0
     3       18.002   6.405   1.376       O_CuBTC_M4    -0.665    0     0
     4        8.341  19.938   1.376       O_CuBTC_M4    -0.665    0     0
     5       -1.376   8.341   6.405       O_CuBTC_M4    -0.665    0     0
     6       -1.376  18.002  19.938       O_CuBTC_M4    -0.665    0     0
     7        1.376  18.002   6.405       O_CuBTC_M4    -0.665    0     0
   
   .....
   .....

   621       10.195  21.654   4.689      Cb_CuBTC_M4      -0.092     0     0
   622       11.362  20.990   5.353      Ca_CuBTC_M4      0.778    0     0
   623       10.195   4.689  21.654      Cb_CuBTC_M4      -0.092     0     0
   624       11.362   5.353  20.990      Ca_CuBTC_M4      0.778    0     0


  Fundcell_Info: Listed
       26.34300       26.34300       26.34300   # unit cell edge lengths
       90.00000       90.00000       90.00000   # unit cell angles
        0.00000        0.00000        0.00000   # origin of unit cell
       26.34300       26.34300       26.34300   # effective bound box size

(b) CO2_C_prob.mol 文件

Molecule_Name: CO2_C_prob
Coord_Info: Listed Cartesian Rigid
1  # Number of atoms in molecule
1  0.000000   0.000000   0.000000 C_CO2  0.0  0  0

Atom文件比较简单, 这里给出分别来自CuBTC和CO2的原子文件为例

(c) Cu_CuBTC.atm

##### Basic atom information

Atom_Name: Cu_CuBTC
Atom_Symbol: Cu
Atom_SS_Charge: 0.0
Atom_SZ_Charge: 0.0
Atom_Mass: 63.546
Atom_Valency: 2


(d) C_CO2.atm

##### Basic Atom Information

Atom_Name: C_CO2
Atom_Symbol: C
Atom_SS_Charge: 0.4
Atom_SZ_Charge: 0.4
Atom_Mass: 12.0
Atom_Valency: 4

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金虫 (正式写手)
GCMC的一些文件

(a) Contron File

------ General Information ------------------------------------------  
CO2 in CuBTC_M4
50000000   
1000000   
1000000  
500000  
1
91283
3                    
CO2.CuBTC_M4.res
CO2.CuBTC_M4.con
------ Atomic Types --------------------------------------------------
8                        

Ca_CuBTC_M4
Ca_CuBTC_M4.atm

Cb_CuBTC_M4
Cb_CuBTC_M4.atm

Cc_CuBTC_M4
Cc_CuBTC_M4.atm

Cu_CuBTC_M4
Cu_CuBTC_M4.atm

O_CuBTC_M4
O_CuBTC_M4.atm

H_CuBTC_M4
H_CuBTC_M4.atm

C_CO2
C_CO2.atm

O_CO2
O_CO2.atm

------ Molecule Types -------------------------------------------------
2                    
                                                                    
CO2
CO2.mol

CuBTC_M4
CuBTC_M4.mol
------ Simulation Cell Information ------------------------------------
CuBTC_M4
1, 1, 1            
1, 1, 1              
------ Forcefield Information -------------------------------------------
BASIC               
MOL                  
atm_atm_file
mol_mol_file
intramolecular_file
------ Ideal Parameters -----------------------------------------------
Ideal
1
CO2
------ GCMC Information -----------------------------------------------
1
298.0
Ideal Parameters
1
5000
1
          -------------------------
CO2
41.1949
Null               
4
1.0, 1.0, 1.0, 1.0        
RINSERT
RDELETE
RTRANSLATE
0.2, 0
RROTATE
0.2, 0
------ Configuration Initialization -------------------------------------
CO2
GCMC NULL
CuBTC_M4
FIXED NULL
--------  Main Datafile Information -------------------------------------
Energy, position, Velocity, pair_energy


(b) mol_mol_file

CuBTC_M4   CuBTC_M4   NCOUL   OFF
CuBTC_M4   CuBTC_M4    COUL   OFF

CO2     CO2     NCOUL   BASIC   LJ    FAST
CO2     CO2      COUL   BASIC   FAST  WFCOUL

CO2  CuBTC_M4 NCOUL MAP@CuBTC_M4 FAST  C_CO2@PMAP@C_CO2.M4.LJ111.pmap O_CO2@PMAP@O_CO2.M4.LJ111.pmap  
CO2  CuBTC_M4 COUL  MAP          FAST  all@EMAP@CuBTC_M4.111.emap



(c) atm_atm_file 与前面生成pmap时使用的一致.

(d) intramolecular_file

Intra: CO2
Intra: CuBTC_M4

计算过程倒也太平, 略过不表.

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金虫 (正式写手)
计算后处理, post

(a) POST Control File


# this section is required for working with any post code
#
#
------------------------------------------------------------
   ### Required section ######
-- Post Processor Information ------------
GCMC         # Type of simulation GCMC, NVTMC , MD ....
CO2.CuBTC_M4.con  # basename for config files what your .con files are called in your gcmc folder
1,1        # The first and last numbers of the .con files that were created in the gcmc folder
new.met      # name for new ctrlfile that will be regenerated
CO2.post     # Base name for output files
50, 0        # Percentages of data to skipped at start and end
             # This is used if you know roughly how long the simulation takes to reach equilibrium

# The sections below are necessary only if you want the corresponding
# analysis performed
# ---------------- ALL OF THEM ARE OPTIONAL ------------------------

####    This section is reqd for energy averages in your post code output files
####    as of now only total enrgies vs sim. step
------ Post : Energy Average Info -----------------------------------
20     # Number of blocks into which data should be divided for stats

####    This section is reqd for Loading averages in your post code outputfiles
####    as of now only species loading vs sim. step (for all species)
------ Post : Loading Average Info -----------------------------------
20    # Number of blocks into which data should be divided for stats

(b) POST中生成的isotherm文件, 由于我这里是每个压力分开计算, 其实是单点吸附.


#------------OVERALL ISOTHERM-------------
# Molecule : CO2
#  Pressure                  loading   
#  kpa(1 st gcmc species)    (molec/uc)
41.194900000000           373.0625000

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金虫 (正式写手)
将这里的吸附量换算下来,  先忽略低压下的Excess校正, 在excel中换算
373.0625000 molec/uc 对应的是 38.9mol/kg, 但是文献报导是2.2mol/kg
差别巨大.

另外, 对于其他前面提到的压力, 最终计算下来的吸附都是在 370 molec/uc 附近.

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金虫 (正式写手)
果然楼盖高了, 楼主拔掉几块砖头吧...

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