تعیین توزیع اندازه حفرات کربن فعال با استفاده از روشهای نظریه تابعی چگالی، دوبینن استوکلی و هرواث کاوازو

مطالعه و توصیف ویژگی های اجسام متخلخل به خاطر نقش آنها در فرآیندهای جذب سطحی یکی از مباحث مورد توجه در علوم مهندسی شیمی و شیمی فیزیک می باشد. تعیین توزیع اندازه حفرات که به کمک اندازه گیری ایزوترم های آزمایشگاهی صورت می گیرد، یکی از مهمترین مشخصه های یک جاذب است که نقش مهمی در شناسایی و پیش بینی سینتیک فرآیند جذب سطحی دارد. روش های زیادی برای تحلیل ایزوترم های جذب موجود است که برخی از آنها قادر به ارائه توزیع اندازه حفرات نیستند و فقط حجم کلی حفرات جاذب را به دست می دهند. برخی دیگر از روش های موجود نیز تنها برای محدوده خاصی از حفرات مثل محدوده میکرو یا مزو ارائه شده اند. در میان روش های تحلیل حفرات میکرو، روش های دوبینن استوکلی و هرواث کاوازو از پرکاربردترین روش های تحلیلی هستند که قادر به ارائه نمودار توزیعی اندازه حفرات می باشند. در حال حاضر دقیق ترین و جامع ترین روش تحلیل اندازه حفرات، روش نظریه تابعی چگالی است که تئوری مولکولی بسیار قوی داشته و فرآیند جذب را در مقیاس مولکولی به تصویر می کشد. یکی از دلایل موفقیت این روش این است که محدودیتی از نظر محدوده پیش بینی اندازه حفرات ندارد . بر اساس مطالعات صورت گرفته در این تحقیق، استفاده از نظریه تابعی چگالی در تعیین اندازه حفرات و روش حل آن در هیچ یک از منابع و مراجع قابل دسترسی به صورت کاربردی و قابل حل ارائه نشده است، بنابراین در این رساله علاوه بر تعیین توزیع اندازه حفرات به کمک دو روش دوبینن استوکلی و هرواث کاوازو که جزئیات حل آنها به صورت کامل بیان شده است، الگوریتم حل روش نظریه تابعی چگالی نیز به تفصیل ارائه و نمودار توزیعی حفرات جاذب به کمک آن به دست آمده است. در انتها نتایج سه روش فوق برای نمونه هایی از کربن فعال محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده اند.