شبیهسازی مولکولی غشای پلی(اتر-قطعه-آمید)حاوی فنول بهمنظور جداسازی دیاکسیدکربن از نیتروژن | ||
| پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر | ||
| Article 3, Volume 8, Issue 2 - Serial Number 28, 1403, Pages 24-33 PDF (1.9 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| Authors | ||
| مهدی الیاسی کجاباد* 1; محمود محرمی2 | ||
| 1گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
| Abstract | ||
| موضوع تحقیق: آلودگی دیاکسیدکربن (CO2) یکی از چالشهای مهم عصر حاضر است که از گسترش صنایع ناشی میشود. یکی از روشهای نوین برای جداسازی CO2، استفاده از غشاهای پلیمری است که پلی(اتر-قطعه-آمید) (Pebax) بهعنوان یکی از غشاهای صنعتی در این زمینه شناخته میشود. با این حال، این نوع غشا با محدودیتی به نام بدهبستان (Trade-off) مواجه است که مانع از استفاده وسیع آن در صنعت میشود. افزودن ترکیبات مختلف به Pebax یکی از روشهای رفع این محدودیت است. روش تحقیق: در این مطالعه، فنول که حاوی گروه عاملی هیدروکسیل است، بهعنوان پرکننده انتخاب شد و غشاهای Pebax حاوی درصدهای متفاوتی از آن با استفاده از روش نوین شبیهسازی مولکولی تهیه شدند. دینامیک مولکولی (Molecular Dynamics, MD) و مونت کارلوی بزرگبُندادی (Grand Canonical Monte Carlo, GCMC) برای بررسی خواص ساختاری و عملکرد جداسازی غشاها استفاده شد. در این راستا، ابتدا خواص ساختاری شامل کسر حجم آزاد (Fractional Free Volume, FFV)، چگالی و تحرک زنجیرهای پلیمری مورد بررسی قرار گرفت و سپس خواص عملکردی شامل ضرایب نفوذ و حلالیت اندازهگیری شد. نتایج اصلی: FFV غشاها با افزودن فنول افزایش یافته و بر اساس تابع توزیع شعاعی برهمکنش بین مولکولهای CO2 و مولکولهای فنول بر برهمکنش بین مولکولهای CO2 و زنجیرههای پلیمری PEBA غلبه کرد. علاوه بر این، بر اساس نتایج، مولکولهای فنول از طریق برقراری برهمکنشهای اسید-باز لوئیس و π-چهارقطبی با مولکولهای CO2 باعث افزایش 5/5 برابری ضریب نفوذ و افزایش 3/1 برابری ضریب حلالیت مولکولهای CO2 نسبت به غشای خالص Pebax شدند. تحلیل ضریب تراوایی CO2 و گزینشپذیری CO2/N2 در غشاهای شبیهسازیشده نشان داد که با افزایش درصد فنول، تراوایی CO2 افزایش مییابد، درحالیکه گزینشپذیری CO2/N2 بهطور مداوم کاهش مییابد. | ||
| Keywords | ||
| غشای پلیمری; شبیهسازی مولکولی; جداسازی CO2; پلی(اتر-قطعه-آمید); فنول | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 199 PDF Download: 95 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,174 |
| Number of Articles | 24,684 |
| Article View | 25,074,640 |
| PDF Download | 17,775,616 |