جستجو در:
دوره 8، شماره 2 - ( 1403 )
جلد 8 شماره 2 صفحات 33-24 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Elyasi Kojabad M, Moharrami M. Molecular simulation of phenol-containing poly(ether-block-amide) membrane for carbon dioxide separation from nitrogen. IQBQ 2024; 8 (2) :24-33
URL: http://arcpe.modares.ac.ir/article-38-78904-fa.html
URL: http://arcpe.modares.ac.ir/article-38-78904-fa.html
الیاسی کجاباد مهدی، محرمی محمود. شبیه‌سازی مولکولی غشای پلی(اتر-قطعه-آمید)حاوی فنول به‌منظور جداسازی دی‌اکسیدکربن از نیتروژن. پژوهش‌های کاربردی مهندسی شیمی-پلیمر. 1403; 8 (2) :24-33
1- گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان، بهبهان، ایران ، m.elyasi@bkatu.ac.ir
2- دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2- دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده: (188 مشاهده)
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.
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.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |