نانومقیاس

نانومقیاس

جداسازی مخلوط آب و استون توسط نانولوله‌های سیلیکون کاربیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
گروه آموزش شیمی، دانشگاه فرهنگیان، صندوق پستی 889-14665 تهران. ایران
چکیده
یکی از چالش‌های مهم در حوزه شیمی و مهندسی، جداسازی مخلوط‌های آب و مواد از همدیگر می‌باشد. در این مقاله، به بررسی جداسازی مخلوط آب و استون با استفاده از نانولوله‌های سیلیکون‌کاربیدی با کایرالیته (4،4) و (5،5) با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی پرداخته شده است. نتایج پژوهش نشان داد مخلوط آب و استون با استفاده از نانولوله‌های سیلیکون‌کاربیدی (4،4) قابل جداسازی است، به نحوی که مولکول‌های آب از نانولوله‌های ذکر شده عبور کرد ولی مولکول‌های استون به دلیل اندازه بزرگ و ممانعت فضایی قادر به عبور از آنها نبودند. در مقابل، در سیستم شامل نانولوله‌های (5،5) هر دو گونه قادر به عبور از نانولوله بودند، لذا این سیستم قادر به جداسازی مخلوط حاضر نبود. نتایج بدست آمده توسط آنالیز پتانسیل نیروی میانگین قابل اعتبارسنجی بود و نتایج نشان داد که در نانولوله‌های (4،4) به دلیل ممانعت فضایی مولکول های استون قادر به عبور از آنها نیستند. علاوه بر این، در این پژوهش تاثیر افزایش فشار اعمالی به سیستم و افزایش دمای سیستم بررسی شد. همچینین تاثیر میدان الکتریکی نیز در فرایند جداسازی نیز مورد بررسی قرار گرفت.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Separation of water-acetone mixture using silicon carbide nanotubes

نویسنده English

Jafar Azamat
Department of Chemistry Education, Farhangian University, P.O. Box 14665-889, Tehran, Iran
چکیده English

One of the major challenges in the field of chemistry and engineering is the separation of mixtures of water and other substances. In this research, the separation of water and acetone mixture using silicon carbide nanotubes with chirality (4,4) and (5,5) has been investigated through molecular dynamics simulation. The results showed that the mixture of water and acetone could be separated using (4,4) silicon carbide nanotubes, where water molecules were able to pass through these nanotubes, but acetone molecules were unable to pass due to their larger size and steric hindrance. In contrast, in the system involving (5,5) nanotubes, both species were able to pass through the nanotube, thus rendering this system incapable of separating the present mixture. The obtained results were validated by PMF analysis, indicating that in (4,4) nanotubes, steric hindrance prevented acetone molecules from passing through. Additionally, this research examined the effect of increased pressure applied to the system and the increase in the system's temperature. The impact of an electric field on the separation process was also investigated.

کلیدواژه‌ها English

Silicon carbide nanotube
Water
Acetone
PMF
Separation
دوره 11، شماره 3
پاییز 1403
صفحه 101-91

  • تاریخ دریافت 25 مرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 05 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 22 شهریور 1403