|
عنوان
|
جذب و جداسازی ترکیبات گازی با تکیه بر آلاینده های گازی توسط نانوذرات با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
شبیه سازی دینامیک مولکولی، گرافن متخلخل، جاذب روی اکسید، جذب فیزیکی، جداسازی گاز، گزینش پذیری
|
|
چکیده
|
در این تحقیق با استفاده از شبیهسازی دینامیک مولکولی، جاذب متخلخل گرافن و اکسیدروی برای فرآیند جداسازی مخلوط گاز 2H / S2H طراحی گردید. در ادامه تأثیر تغییر اندازه حفره و افزایش دما در میزان جداسازی گاز بررسی شد. همچنین فرآیند نفوذ که یکی از مهمترین پارامترها برای اندازهگیری میزان جداسازی مولکولهای گاز 2H و S2H در جاذبهای متخلخل گرافن و اکسیدروی است در شرایط فشار ثابت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایجی که از شبیهسازی بدست آمد نشان داد که نفوذپذیری و گزینشپذیری مولکولهای گاز با تغییر اندازه حفره رابطه مستقیم دارد، بهشکلی که در کواکترین نانوحفره ) 929 / 4 آنگستروم( بهدلیل محدودیت اندازه، تنها نفوذ مولکولهای هیدروژن امکانپذیر است. در این مطالعه بیشترین میزان نفوذپذیری برای نانوذره گرافن 22% و برای اکسیدروی 46 % بدست آمد. در اندازه حفره های کواکتر از 432 / 13 آنگستروم میزان بالای گزینشپذیری گزارش شد، همچنین با افزایش حفره ها بر روی صفحات گرافن و اکسیدروی، کاهش گزینشپذیری مشاهده شد. دما نیز یکی دیگر از پارامترهای آزمایش شده در این شبیهسازی است که طبق نمودارهای بدست آمده، افزایش آن تأثیر قابل توجهی در میزان جذب مولکولهای گازی داشته است، بهشکلی که با افزایش دما میزان جذب مولکول بر روی سطح جاذب کاهش یافته است. علت این امر گرمازا بودن فرآیند جذب سطحی است. بیشترین میزان جذب سطحی برای صفحه گرافن kcal/mol 1 / 698 - و برای اکسیدروی kcal/mol 97 / 338 - بدست آمد. در ادامه، شبیه سازی جذب گاز دیاکسیدکربن بر روی صفحه گرافنی برای پیش بینی نتایج آزمایشگاهی این فرآیند انجام شد و با داده- های حاصل از روش حجم سنجی مقایسه گردید. طبق مطالعه صورت گرفته فشار رابطه مستقیمی با میزان جذب دارد به- شکلی که با افزایش فشار بیشترین جذب اتفاق افتاد، اما با افزایش دما بهدلیل پایین بودن انرژی فعالسازی، جذب فیزیکی آن کاهش یافت. همچنین تطابق نتایج شبیهسازی با دادههای آزمایشگاهی یکی دیگر از دستآوردهای این تحقیق بود. از نتایج این مطالعه میتوان برای کاربردهای صنعتی و کاهش اثرات زیست محیطی آلاینده های گازی استفاده کرد.
|
|
پژوهشگران
|
مرتضی قربان زاده آهنگری (استاد راهنما)، محسن جهانشاهی (استاد راهنما)، پگاه ملقن (دانشجو)
|