بررسی خواص جذب، جداسازی و نفوذپذیری دی‌اکسید کربن در حضور گازهای متان و نیتروژن در زئولیت و ساختار آلی‌فلزی توسط روش شبیه‌سازی مولکولی

Abstract

جذب و جداسازیترکیبات گازی دی‌اکسید کربن با گازهای نیتروژن و متان به‌وسیله زئولیت‌هایی FAU و MFI و همچنین ساختار آلی‌فلزی Cu-BTC توسط روش مونت‌کارلو موردبررسی قرارگرفته است. میدان نیرو PCFF برای شبیه‌سازی ایزوترم جذب گازهای متان و دی‌اکسید کربن در زئولیت‌هایی خالص و از میدان نیرو DREIDING برای ساختار Cu-BTC بکار رفته است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی با داده‌های آزمایشگاهی موجود هم‌خوانی خوب و قابل‌قبولی دارند. ایزوترم‌های جذب خالص و ترکیب دوتایی گازهای متان و دی‌اکسید کربن درون 3 ساختار بررسی شد. بعلاوه اثر فشار، دما و غلظت دی‌اکسید کربن بر جذب، گزینش پذیری و نفوذپذیری دی‌اکسید کربن نسبت به متان و نیتروژن بررسی شد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهند که افزایش دما و کاهش فشار، کاهش جذب را به همراه دارد که این رفتار تابعی از ساختار مولکولی جاذب است سه ساختار موردبررسی ازنظر تخلخل و فضای خالی در دسترس مولکول‌های گاز به ترتیب Cu-BTC>FAU>MFIمی‌باشند. بررسی نتایج مربوط به گزینش پذیری نشان می‌دهد که گزینش پذیری دی‌اکسید کربن نسبت به سایر گازها علاوه بر فشار و غلظت خوراک به ساختار مولکولی زئولیت نیز وابسته است و مقایسه نتایج مربوط به ضریب نفوذ دی‌اکسید کربن درون سه ساختار نشان می‌دهد که بیشترین ضریب نفوذ مربوط به زئولیت با ساختار MFI و کمترین آن مربوط به ساختار Cu-BTC است.