ผลของหมู่ฟังก์ชันและความขรุขระบนพื้นผิวของแก้วพรุนต่อการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวิธีการสร้างแบบจำลองมอนติคาร์โล

Article Sidebar

PDF
เผยแพร่แล้ว: เม.ย. 17, 2018
คำสำคัญ:
การดูดซับ แก้วพรุน คาร์บอนไดออกไซด์ มอนติคาร์โล หมู่ฟังก์ชัน

Main Article Content

Chontira Boonfung
School of Chemical Engineering, Institute of Engineering, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima
Niphat Ketprasoet
School of Chemical Engineering, Institute of Engineering, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima
Chaiyot Tangsathitkulchai
School of Chemical Engineering, Institute of Engineering, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima
Atichat Wongkoblap
School of Chemical Engineering, Institute of Engineering, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษากระบวนการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ด้วยแก้วพรุน โดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองระดับโมเลกุลด้วยวิธีมอนติคาร์โล (Monte Carlo) โดยจำลองการดูดซับแก๊สที่มีขนาดรูพรุนระหว่าง 10 ถึง 60 Å ที่อุณหภูมิ 283 K จนถึงความดันสูงสุด 4500 kPa เพื่อศึกษาผลของหมู่ฟังก์ชันที่มีผลต่อพฤติกรรมการดูดซับแก๊สภายในรูพรุน โครงสร้างแก้วพรุนจะถูกจำลองให้มีผนังสองด้านขนานกันและมีระยะห่างระหว่างผนังทั้งสองเท่ากับความกว้างของรูพรุน แต่ละโมเลกุลของผลึกซิลิคอนเตตระออกไซด์ (SiO4) บนผนังจะจัดเรียงตัวกันแบบเตตระฮีดรอลซึ่งอาจจะปรากฏหมู่ฟังก์ชันหรือไม่มีหมู่ฟังก์ชัน ผลการทดลองพบว่าไอโซเทิร์มการดูดซับแก๊สที่ความดันต่ำจะมีปริมาณการดูดซับเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จากนั้นการดูดซับจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อความดันเพิ่มขึ้นหมู่ฟังก์ชันไม่มีผลต่อการดูดซับ CO2 ในขณะที่พื้นผิวขรุขระจะช่วยให้การดูดซับแก๊สเริ่มเกิดขึ้นที่ความดันต่ำกว่า

Article Details

ฉบับ
ปีที่ 28 ฉบับที่ 1 (2018): January-March, 2018
บท
บทความวิจัย ด้านวิศวกรรมศาสตร์

บทความที่ลงตีพิมพ์เป็นข้อคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้น
ผู้เขียนจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากบทความนั้น

References

[1] J. G. Harris and K. H. Yung, “Carbon dioxide’s liquid-vapor coexistence curve and critical properties as predicted by a simple molecular model,” The Journal of Physical Chemistry, vol. 99, no. 31, pp. 12021–12024, 1995.

[2] D. D. Do and H. D. Do, “Pore characterization of carbonaceous materials by DFT and GCMC simulations: A review,” Adsorption Science & Technology, vol. 21, no. 5, pp. 389–423, 2003.

[3] J. P. Jeffrey and J. I. Siepman, “Vapor–liquid equilibria of mixtures containing alkanes, carbon dioxide, and nitrogen,” AIChE Journal, vol. 47, no.7, pp. 1676–1682, 2001.

[4] C. M. Tenney and C. M. Lastoskie, “Molecular simulation of carbon dioxide adsorption in chemically and structurally heterogeneous porous carbons,” AIChE Journal, vol. 25, no. 4, pp. 343–354, 2003.

[5] S. Calero, D. Dubbeldam, R. Krishna, B. Smit, T. J. H. Wlugt, J. F. M. Denayer, J. A. Martens, and T. L. M. Maesen, “Understanding the role of sodium during adsorption: A force field for alkanes in sodium-exchanged faujasites,” Journal of the America Chemical Society, vol. 126, pp. 11377–11386, 2004.

[6] Y. Liu and J. Wilcox, “Effects of surface heterogeneity on the adsorption of CO2 in microporous carbons,” Environmental Science & Technology, vol. 46, pp. 1940–1947, 2012.

[7] D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation, 2nd ed., New York: Academic Press, 2002.

[8] S. Samios, A .K. Stubos, N. K. Kanellopoulos, R. F. Cracknell, G. K. Papadopoulos, and D. Nicholson, “Determination of micropore size distribution from grand canonical monte carlo simulations and experimental CO2 isotherm data,” Langmuir, vol. 13, pp. 2795–2802, 1997.