المحاكاة الحاسوبية لأغشية 4240 MOF لفصل H2/CH4: نظرة ثاقبة للعلاقات بين الهيكل والأداء
| العنوان | المحاكاة الحاسوبية لأغشية 4240 MOF لفصل H2/CH4: نظرة ثاقبة للعلاقات بين الهيكل والأداء |
|---|---|
| المؤلف | ألتينتاش، سي.، أفسي، جي.، داجلار، إتش.، جولشاي، إزجي، فنديكجي، إلكنور إروتشار، كيسكين، إس. |
| تاريخ النشر: | 2018-04-14 |
| مكان النشر | - الجمعية الملكية للكيمياء |
| النوع | دورية |
| اللغة | الإنجليزية |
| رقمي | نعم |
| مخطوط | لا |
| المكتبة: | جامعة اوزيجين |
| معرف أصل المكتبة | 2050-7488 |
| رقم السجل | 57c13357-d9bd-4eb9-8c32-37e93b1693ec |
| موقع المكتبة | العلوم الطبيعية والرياضية |
| التاريخ | 2018-04-14 |
| ملاحظات | مجلس البحوث الأوروبي (ERC) التابع للاتحاد الأوروبي |
| نص عينة | من المرغوب بشدة تصميم أغشية جديدة ذات انتقائية عالية لـ H2 / CH4 ونفاذية عالية لـ H2 لتقليل الطلب على الطاقة لإنتاج H2. توفر الأطر العضوية المعدنية (MOFs) وعدًا كبيرًا لفصل الغازات القائمة على الغشاء نظرًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية القابلة للضبط. أجرينا دراسة فحص حسابية عالية الإنتاجية لفحص إمكانات فصل H2/CH4 القائمة على الغشاء لـ 4240 إطارًا عضويًا عضويًا. تم استخدام عمليات محاكاة مونتي كارلو الكبرى (GCMC) والديناميات الجزيئية (MD) لحساب الامتزاز ونشر H2 وCH4 في الأطر العضوية المعدنية. تم بعد ذلك استخدام نتائج المحاكاة للتنبؤ بانتقائية الامتزاز وانتقائية الانتشار ونفاذية الغاز وانتقائية الغشاء للأطر المعدنية العضوية. تم العثور على عدد كبير من أغشية الهياكل المعدنية العضوية يتفوق في الأداء على أغشية البوليمر والزيوليت التقليدية من خلال تجاوز الحد الأعلى لروبسون للفصل الانتقائي لـ H2 عن CH4. تم إجراء تحليل الهيكل والأداء لفهم العلاقات بين انتقائية أغشية MOF وأحجام المسام ومساحات السطح والمسامية والكثافات وأنظمة الشبكة وأنواع المعادن. أظهرت النتائج أن الأطر المعدنية العضوية ذات الأقطار المحددة للمسام بين 3.8 و6 Å، وأكبر أقطار التجويف بين 6 و12 Å، والمساحات السطحية أقل من 1000 متر مربع g−1، والمسامية بين 0.5 و0.75، والكثافة بين 1 و1.5 g cm−3 هي الأغشية الواعدة التي تؤدي إلى انتقائية H2 > 10 ونفاذية H2 > 104. بارير. تشير نتائجنا إلى أن الأطر العضوية المعدنية أحادية الميل التي تحتوي على معادن نحاسية هي أفضل الأغشية المرشحة لفصل H2/CH4. تمثل هذه الدراسة أول فحص حسابي عالي الإنتاجية لأحدث قاعدة بيانات MOF لفصل H2 / CH4 القائم على الغشاء، وستكون الرؤية المجهرية المقدمة من عمليات المحاكاة الجزيئية مفيدة للغاية للتصميم المستقبلي للإطارات المعدنية العضوية الجديدة ذات انتقائية عالية للغاية من H2. |
| DOI | 10.1039/c8ta01547c |
| Cilt | 6 |
