مطالعه شبیه سازی مولکولی جذب و جداسازی گازهای نجیب با استفاده از نانولوله های تک دیواره کربنی و سیلیکونی

در این تحقیق جذب و جداسازی گازهای he و ar در حالت خالص و مخلوط آن ها بر روی نانولوله کربنی (10،10) و نانو لوله سیلیکونی (6،6) در چندین دما (زیر نقطه بحرانی و بالای نقطه بحرانی) و در محدوده فشارmpa 1 تا mpa30 با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو، بررسی شده است. در این شبیه سازی برای توصیف برهم کنش های جامد- سیال از پتانسیل 6-12 لنارد-جونز استفاده شده است. هم دماهای جذبی برای دماهای77، 273، 278 و 298 کلوین بدست آمده اند. همچنین فاکتور جداسازی و گرمای جذب نیز محاسبه شده است. همه هم دماهای جذبی برای ar و he در حالت خالص و مخلوط از هم دماهای نوع i پیروی می کنند. مقایسه نتایج تایید می کند که سطح خارجی نانولوله نسبت به سطح داخلی، he و ar بیشتری را جذب می کند. از طرفی، تحت شرایط یکسان، به دلیل برهم کنش های قویتر ar با نانولوله نسبت به برهم-کنش های he با نانولوله،جذب ar بیشتر از جذب he است. داده های بدست آمده نشان می دهد که گرمای جذب ar تحت شرایط یکسان بیشتر از گرمای جذب he است. همچنین باید خاطر نشان کرد که گرمای جذب ar و he بر روی sint، بیشتر از مقادیر مربوط به جذب بر روی cnt است وsint توانایی جذب بهتری را نسبت به cnt از خود نشان می دهد. فاکتور جداسازی ar در مقایسه با he، بر حسب ترکیب درصد ar در فاز توده نشان می دهد که با افزایش ترکیب درصد فاز توده، گزینش پذیری کاهش می یابد. به طور کلی داده های به دست آمده نشان می دهد که گزینش پذیری sint و cntبرایar نسبت به he بیشتر است. در ادامه از محاسبات dft برای به دست آوردن نمودار انرژی پتانسیل جذب ar و he بر روی sint استفاده شده است. انرژی پتانسیل محاسبه شده با پتانسیل لنارد-جونز برای به دست آوردن پارامتر های این پتانسیل برازش شده است. شبیه سازی جذب ar و he بر روی sint برای برآورد رفتار های جذبی این دو گاز در مقایسه با نتایج قسمت قبل، با پارامتر های به دست آمده انجام شده است. قابل ذکر است که این نتایج با نتایج قسمت قبل به خوبی هم خوانی دارد.