دراسة حسابية لأغشية البوليمر المزدوجة المدمجة في الحشو من أجل الفصل الفعال لثاني أكسيد الكربون والهيدروجين: أغشية المصفوفة المختلطة MOF/COF/البوليمر
| العنوان | دراسة حسابية لأغشية البوليمر المزدوجة المدمجة في الحشو من أجل الفصل الفعال لثاني أكسيد الكربون والهيدروجين: أغشية المصفوفة المختلطة MOF/COF/البوليمر |
|---|---|
| المؤلف | أيدين، س.، ألتينتاش، سي.، فنديكجي، إيلكنور إروتشار، كيسكين، إس. |
| تاريخ النشر: | 2023-01-26 |
| مكان النشر | - الجمعية الكيميائية الأمريكية |
| النوع | دورية |
| اللغة | الإنجليزية |
| رقمي | نعم |
| مخطوط | لا |
| المكتبة: | جامعة اوزيجين |
| معرف أصل المكتبة | 0888-5885 |
| رقم السجل | 0324fe61-8c79-4842-b90d-bbf94ee1bec4 |
| موقع المكتبة | الهندسة الميكانيكية |
| التاريخ | 2023-01-26 |
| ملاحظات | أفق الاتحاد الأوروبي 2020 |
| نص عينة | توفر أغشية المصفوفة المختلطة (MMMs) المكونة من حشوتين مختلفتين مثل الأطر المعدنية العضوية (MOFs) والأطر العضوية التساهمية (COFs) المضمنة في البوليمرات أداءً محسنًا لفصل الغاز. نظرًا لأنه ليس من الممكن النظر بشكل تجريبي في جميع المجموعات الممكنة من الأطر العضوية المعدنية وثاني أكسيد الكربون والبوليمرات، فإن تطوير الأساليب الحسابية أمر ملح لتحديد أفضل أزواج MOF-COF أداءً لاستخدامها كمواد حشو مزدوجة في أغشية البوليمر لفصل الغاز المستهدف. وبهذا الدافع، قمنا بدمج المحاكاة الجزيئية لامتصاص الغاز وانتشاره في الأطر المعدنية العضوية وثاني أكسيد الكربون مع نماذج التخلل النظرية لحساب نفاذية الهيدروجين وN2 وCH4 وثاني أكسيد الكربون لما يقرب من مليون نوع من MMMs من الأطر المعدنية العضوية وثاني أكسيد الكربون والبوليمر. ركزنا على MMMs COF/البوليمر الموجودة أسفل الحد العلوي بسبب انتقائية الغاز المنخفضة لخمسة عمليات فصل غاز مهمة صناعيًا، CO2/N2، CO2/CH4، H2/N2، H2/CH4، وH2/CO2. لقد قمنا أيضًا بالتحقيق فيما إذا كانت هذه MMMs يمكن أن تتجاوز الحد الأعلى عند إدخال نوع ثانٍ من الحشو، وهو MOF، في البوليمر. تم العثور على العديد من MOF/COF/MMMs البوليمرية تتجاوز الحدود العليا مما يدل على الوعد باستخدام حشوتين مختلفتين في البوليمرات. أظهرت النتائج أنه بالنسبة للبوليمرات التي لها نفاذية غاز عالية نسبيًا (≥104 بارر) ولكن انتقائية منخفضة (.52.5) مثل PTMSP، فإن إضافة وزارة المالية كحشوة ثانية يمكن أن يكون لها تأثير كبير على نفاذية الغاز النهائية وانتقائية MMM. تم تحليل علاقات الملكية والأداء لفهم كيف تؤثر الخواص الهيكلية والكيميائية للحشوات على نفاذية MMMs الناتجة، ووُجد أن الأطر المعدنية العضوية التي تحتوي على معادن الزنك والنحاس والكادميوم تؤدي إلى أعلى زيادة في نفاذية الغاز لـ MMMs. يسلط هذا العمل الضوء على الإمكانات الكبيرة لاستخدام حشوات COF وMOF في MMMs لتحقيق أداء أفضل لفصل الغاز من MMMs مع نوع واحد من الحشو، خاصة لتطبيقات تنقية H2 واحتجاز ثاني أكسيد الكربون. |
| DOI | 10.1021/acs.iecr.2c04500 |
| Cilt | 62 |
