عنوان

مطالعه نظري بر روي عملکرد غشاهاي نانوصفحه برپايه کربن‌نيتريد جهت نمک‌زدايي آب دريا

شماره

پ۲۵۶۲۵

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

مطالعه نظري بر روي عملکرد غشاهاي نانوصفحه برپايه کربن‌نيتريد جهت نمک‌زدايي آب دريا

نام نخستين پديدآور

نگين کريم‌زاده باجگيران

نام ناشر، پخش کننده و غيره

مهندسی شیمی ونفت

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۸۴ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی شیمی- طراحی فرآیند

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۰۶/۲۷

متن يادداشت

در اين مطالعه، نمک زدايي آب با استفاده از غشا نانو متخلخل کربن نیترید به روش شبيه سازي ديناميک مولکولي بررسي شده است.سیستم شبیه سازی متشکل از غشاء اکسید کربن نیترید نانو متخلخل، محلول آب نمک دار و صفحه گرافن است. به منظور افزایش بازه نمک زدایی غلظت های نمک 6/0 مولار به عنوان غلظت نمک آب دریا و 2/1 مولار در دماهای 298، 323 و 373 کلوین مورد بررسی قرار گرفت. برای عبور مولکول های آب از میان غشاء مورد نظر و انجام عمل نمک زدایی فشار هیدرواستاتیک از 1 تا 100 مگا پاسکال به عنوان نیروی محرکه خارجی به جعبه شبیه سازی وارد شده است. هم چنین به منظور بررسی تاثیر تعداد غشاء، غشاء دو لایه کربن نیترید برای بررسی نمک زدایی مورد مطالعه قرار گرفت. دانسيته آب، تابع توزيع شعاعي براي مولکول هاي آب و يون ها، نقشه دانسيته آب ، فلاکس آب، درصد نمک زدايي و نمد انرژی براي تمامي سيستم ها محاسبه شد. نتايج حاصل از شبيه سازي ها نشان داد که غشاء کربن نیترید داراي عملکرد مناسبي برای نمک زدایی آب است. این غشاء به علت تعداد حفرات زیاد نسبت به غشاء های موجود در صنعت تراوایی بسیار بالایی دارد. بهترین حالت همان حالت تک لایه با دمای 298 درجه کلوین و غلظت 6/0 مولار بود و در فشار 15 مگاپاسکال تقریبا جعبه شبیه سازی خالی شد، بدون آنکه یونی عبور کند. همچنين در تمامي سيستم ها با افزايش فشار، تراوايي آب و درصد نمک زدايي کاهش يافت. میزان نمک زدایی بالا در فشار کم از مزایای غشاء C2N است که می تواند جایگزین بسیار خوبی برای سایر غشاء های موجود در صنعت باشد. با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق می توان نتیجه گرفت که برای دماها و فشار های بالا که مقداری یون از حفره غشاء عبور می کند، بهتر است از غشاء دولایه استفاده شود تا غشاء دوم از عبور یون ها جلوگیری کند.

متن يادداشت

Abstract: In this research, Molecular dynamics simulations were performed to investigate desalination performance of nanoporous carcon nitride (C2N). The simulated systems were composed of a C2N as a membrane, immersed in an aqueous ionic solution and a graphene nanosheet. In order to increase efficiency, the concentration of 0/6 and 1/2 Molar with Temprature range of 298, 323 and 373 K was examined. For salt rejection, an external pressure was applied to the simulation box at pressure range of 1–100 MPa.To precisely understand the effect of layers on desalination, bilayer C2N was simulated in the same condition. For all systems the water density, radial distribution functions (RDFs) of water-water and ion-water, water density map, number of water molecules inside the pore of membranes and NAMD enegy were obtained. The results indicated that C2N is suitable to water desalination. High prosity of this membrane causes higher permeability from other membranes. The best situation for C2N membrane is monolayer situation at the concentration of 0/6 Molar and the temperature of 298 K. The simulation box has been nearly empty at the pressure of 15 MPa. The results demonstrated that for all systems if pressure increases then water flux increases and salt rejection decreases. High salt rejection in low pressures is one of advantages of C2N membrane which can be a great alternative to other membranes in the industry. The results demonstrated that in high pressures and tempratures, some ions can pass through the pores so using bilayer membrane can reject ions from passing along the membrane.

عنوان گونه گون

A theoretical study on the performance of carbon nitride-based nanosheet membranes for seawater desalination

عنصر شناسه اي

‏کريم‌زاده باجگيران،

ساير عناصر نام

‏نگين

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏عرفان‌نيا،

عنصر شناسه اي

‏عظمت،

ساير عناصر نام

‏حميد

ساير عناصر نام

‏ جعفر

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز