Yazar
Aksu, G. Ö., Fındıkçı, İlknur Eruçar, Haslak, Z. P., Keskin, S.
Basım Tarihi
2022-08
Basım Yeri
-
Elsevier
Konu
Adsorban, Kovalent organik çerçeve (COF), H2S ve CO2 giderme, Moleküler simülasyonlar, Doğal gaz
Tür
Süreli Yayın
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Demirbaş Numarası
2212-9820
Kayıt Numarası
01279453-2c03-4ef8-89cb-434eb9869af2
Lokasyon
Doğa ve Matematik Bilimleri
Tarih
2022-08
Notlar
Avrupa Birliği'nin Ufuk 2020'si
Örnek Metin
Kovalent organik çerçeveler (COF'ler), yüksek gözenekli yapıları nedeniyle endüstriyel gaz ayırma uygulamaları için güçlü adsorban adayları olarak ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmada, verimli, çok seviyeli bir hesaplamalı tarama yaklaşımı kullanarak, doğal gaz karışımından sentezlenen ve bilgisayar tarafından üretilen COF'lerin H2S+CO2 yakalama potansiyellerini araştırdık. Altı bileşenli bir doğal gaz karışımının (CH4/C2H6/CO2/C3H8/H2S/H2O) adsorpsiyon verilerini, endüstriyel olarak ilgili koşullar altında Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) simülasyonları gerçekleştirerek sentezlenmiş 580 COF için hesapladık. Basınç salınımlı adsorpsiyon (vakum salınımlı adsorpsiyon) koşulunda COF'lerin H2S+CO2 seçicilikleri ve çalışma kapasiteleri 0,4-12,4 (0,2-8,5) ve 0,01-5,36 (0,04-2,5) mol/kg olarak hesaplandı. NPN-3, yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamalarının ortaya koyduğu gibi, H2S+CO2'nin C2H6 ve C3H8 üzerinde rekabetçi adsorpsiyonu nedeniyle en iyi performans gösteren COF olarak tanımlandı. En iyi performansa sahip sentezlenmiş COF'lerin yapısal (gözenek boyutları, gözeneklilik ve topolojiler) ve kimyasal özellikleri (bağlayıcı birimler ve gaz adsorpsiyon ısıları), çok sayıda varsayımsal COF'yi (hipoCOF'ler) verimli bir şekilde taramak için kullanıldı. Sonuçlar, doğal gazdan H2S+CO2 ayrımı için yüksek performanslı hipoCOF'lerin keşfedilmesinde izosterik adsorpsiyon ısılarının kullanılabileceğini gösterdi. Son olarak COF'leri, hipoCOF'leri, zeolitleri, karbon nanotüpleri, metal organik çerçeveleri (MOF'ler) karşılaştırdık ve sentezlenen ve bilgisayarla üretilen birçok COF'nin, H2S+CO2 seçicilikleri açısından geleneksel adsorbanlardan daha iyi performans gösterebileceği sonucuna vardık. Sonuçlarımız, COF'lerin doğal gaz saflaştırma potansiyeli hakkında moleküler düzeyde bilgiler sağlar ve yüksek H2S+CO2 seçiciliğine sahip yeni COF malzemelerinin tasarımını ve geliştirilmesini yönlendirir.
DOI
10.1016/j.jcou.2022.102077
Cilt
62
