عنوان

شبيه‌سازي ديناميک مولکولي نمک‌زدايي آب با استفاده از غشاهاي نانو ‌متخلخل عامل‌دار‌شده گرافاين و گرافدين

شماره

پ۲۴۹۲۲

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

شبيه‌سازي ديناميک مولکولي نمک‌زدايي آب با استفاده از غشاهاي نانو ‌متخلخل عامل‌دار‌شده گرافاين و گرافدين

نام نخستين پديدآور

نسرين بانان باغباني

نام ناشر، پخش کننده و غيره

مهندسي شيمي و نفت

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۳۹۸

نام خاص و کميت اثر

۹۲ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسي شيمي گرايش محيط زيست

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۸/۰۶/۱۷

متن يادداشت

در این مطالعه نمک‌زدايي آب با استفاده از غشاهاي نانو متخلخل گرافاین و گرافدین به روش شبیهسازی دینامیک مولکولی بررسی شده است. برای این منظور غشاء گرافاین با ایجاد حفره و اتصال سه نوع گروه عاملی هیدروکسیل، فلوئور و کربوکسیلیک و همچنین غشاء گرافدین بدون حفره و گروه عاملی در مرکز جعبه شبیهسازی شامل آب و 28 یون کلر و 28 یون سدیم قرار داده شدند. برای غشاء گرافاین فشار خارجی 0 تا 50 مگاپاسکال و برای غشاء گرافدین 0 تا 600 مگاپاسکال به عنوان نیروی محرکه اعمال شد. نوع غشاء، گروه‌هاي عاملي متصل به لبه حفره با توجه به خاصيت آب‌دوستي و آب‌گريزي آنها و اندازه حفره از جمله عواملي هستند که تاثیر آنها بر روي تراوایی و میزان نمکزدایی بررسی شدند. پتانسیل نیروی متوسط برای مولکولهای آب و یونها جهت توجیه عبور آنها از غشاء، دانسیته آب، تابع توزیع شعاعی برای مولکولهای آب و یونها، نقشه دانسیته آب ، فلاکس آب و درصد نمکزدایی برای تمامی سیستمها محاسبه شد. نتایج حاصل از شبیهسازیها نشان داد که هردو غشاء دارای عملکرد مناسبی هستند و در مقایسه با غشاهای پلیمری و فرآیند اسمز معکوس 1000 برابر تراواتر میباشند. سیستمی که با گروه کربوکسیلیک عاملدار شده بود، عملکرد بهتری نسبت به سیستمهای دیگر که با گروههای عاملی فلوئور و هیدروکسیل عاملدار شدند، داشت و تا فشار 25 مگاپاسکال دارای نمکزدایی 100% بود. همچنین در تمامی سیستمها با افزایش فشار، تراوایی آب افزایش و درصد نمکزدایی کاهش یافت. غشاء گرافدین در فشارهای بالا (600-150 مگاپاسکال) دارای نمکزدایی بیش از 95% است و میتواند یکی از گزینههای بسیار مناسب برای نمکزدایی آب به شمار آید.

متن يادداشت

The effect of functionalized nano porous γ-garaphyne and nonfunctionalized graphdiyne membranes for salt separation from sea water was investigated by molecular dynamic (MD) simulation. for this purpose, a pore was created in the graphyne membrane and functionalized with various chemical functions such as hydroxyl (-OH), fluorine (-F) and carboxylic (-COOH) group. Membrane was placed in the middle of the simulation box in and aqueous ionic solution containing Na+ and Cl- ions. For salt rejection an external pressure was applied to the simulation box. in this work water permeability and salt rejection were obtained for different systems at pressure range of 0-50 MPa for graphyne systems and 0-600Mpa for graphdiyne membrane. Potential of mean force (PMF) of water molecules, Na+ and Cl- ions were calculated to explain the transport of water molecules and ions through the functionalized pore and membranes, Also the water density, radial distribution function (RDFs) of water-water and ion-water, volmap were obtained. The result demonstrated that these membranes have permeability 1000 times higher than conventional polymeric membranes. In this work graphyne membrane with carboxylic chemical function on the pore edge can remove all the salt from sea water at p<25 MPa and graphdiyne membrane has 100% salt rejection at p<400 MPa.

عنوان گونه گون

Molecular dynamics study of water desalination through functionalized nano porous graphyne and graphdiyne membranes

عنصر شناسه اي

‏بانان باغباني،

ساير عناصر نام

‏‏نسرين

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏ عرفان‌نيا،

عنصر شناسه اي

‏عظمت،

عنصر شناسه اي

‏خازینی،

ساير عناصر نام

‏‏حميد

ساير عناصر نام

‏جعفر

ساير عناصر نام

‏لیلا

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

تبریز