مطالعه شبیه‌سازی دینامیک مولکولی جداسازی انتخابی گاز CO2 از N2 به وسیله‌ی غشای گرافتریینی:‌ مدلی برای تصفیه گاز خروجی دودکش

نویسندگان

1 تهران- دانشگاه علم وصنعت- دانشکده شیمی- آزمایشگاه تحقیقاتی شبیه سازی مولکولی

2 دانشکده شیمی- دانشگاه صنعتی شاهرود- شاهرود- ایران

3 گروه شیمی- دانشکده علوم- دانشگاه کردستان- سنندج- ایران

doi
10.22075/chem.2022.25295.2030
چکیده

چکیدهدر این کار توانایی جداسازی انتخابی گازهای CO2 از N2 با ترکیبی مشابه گاز دودکش به وسیله غشای سه لایه گرافتریینی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی مطالعه گردید. برای این منظور، از دو مجموعه NPT و NVT استفاده شد. در مجموعه NPT ، مولکولهای گاز در دو طرف غشا و در مجموعه NVT ، مولکولهای گاز در یک طرف غشا قرار گرفتند. سپس، اثر دما و فشارهای مختلف در مجموعه NPT و اثر دما و فشارهای اولیه مختلف در مجموعه NVT، روی توانایی غشا برای جداسازی CO2 از N2 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با وجودی که سایز حفره‎های گرافتریین به اندازه کافی برای عبور این مولکول‎ها بزرگ هستند اما در هر دو مجموعه، مولکول‎های CO2 بیشتر بین لایه‌های گرافتریین جذب شده-اند. همچنین مشخص شد با افزایش دما جذب مولکول‎های N2 نسبت به CO2 کاهش بیشتری یافته، در نتیجه انتخاب‌پذیری جذب CO2 نسبت به N2 افزایش می‎یابد. با افزایش فشار، اگرچه درصد عبور مولکول‎های CO2 به دام افتاده از بین لایه‌ها افزایش می‌یابد اما کماکان غشا، انتخاب‌پذیری جذب CO2 نسبت به N2 را حفظ می‌کند. بنابراین، می‌توان غشای سه لایه‌ی گرافتریینی را برای جذب و جداسازی CO2 از N2 بسیار مناسب و کارآمد معرفی کرد.