مطالعه جذب دی‌اکسید‌کربن روی صفحات گرافنی حفره‌دار اشباع‌شده با هیدروژن و جداسازی آن از نیتروژن با استفاده از نظریه تابعی چگالی و دینامیک مولکولی واکنشی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده‌ی شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

10.22075/chem.2021.24019.1998

چکیده

جذب مولکول‌های گازی دی‌اکسید کربن روی چهار صفحه گرافنی حفره‌دار اشباع‌شده با هیدروژن با اندازه حفره مختلف و همچنین صفحه گرافنی بدون‌حفره بررسی و با جذب مولکول نیتروژن روی این صفحات مقایسه شده است. برای این مطالعه از دینامیک مولکولی واکنشی استفاده شده است که احتمال تشکیل و گسست پیوند‌های شیمیایی را در نظر می‌گیرد و آثار قطبیتی را دقیقتر محاسبه می‌کند. نتایج این تحقیق نشان‌می‌دهد که تمامی صفحات گرافنی حفره‌دار و همچنین صفحه گرافنی بدون حفره قابلیت جذب مولکول‌های گازی دی‌اکسید کربن را دارند و می‌توانند برای جداسازی دی‌اکسید‌کربن از نیتروژن مورد استفاده قرارگیرند. هرچند اندازه و شکل حفره‌ها تاثیری در میزان جذب مولکول‌های گازی روی این صفحات ندارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of carbon dioxide adsorption on H-saturated porous graphene sheet and its separation from nitrogen using functional density theory and reactive molecular dynamics

نویسندگان [English]

  • Zahra Negaresh
  • Mostafa Fazli
Faculty of Chemistry, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

The adsorption of carbon dioxide molecules on four H-saturated porous graphene sheets with different pore sizes and a poreless graphene sheet was investigated and compared with the adsorption of nitrogen molecules on them. Reactive molecular dynamics was used in this study, which took into account the possibility of chemical bond formation and dissociation as well as the effects of polarity. This research demonstrates that all porous graphene sheets and non-cavity graphene sheets absorb carbon dioxide molecules more than nitrogen molecules and can be used to separate these two gases. However, the size and shape of the cavities have no significant impact on gas molecule adsorption on these plates.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption of carbon dioxide
  • H-saturated porous graphene sheet
  • Reactive molecular dynamics
  • density functional theory