Theoretical investigation of the amine structural properties on the CO2 adsorption mechanism over amine-functionalized mesoporous silica sorbents
Amin yapısal özelliklerinin amin bazlı mezoporlu silika sorbanlar üzerindeki CO2 adsorpsiyon mekanizmasına etkisinin teorik olarak incelenmesi
- Tez No: 845813
- Danışmanlar: PROF. DR. TUĞBA DAVRAN CANDAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Karbondioksitin (CO2) aminle işlevselleştirilmiş sorbentler üzerindeki tutulma mekanizmalarının ve amin yapısal özelliklerinin bu mekanizmalar üzerindeki etkilerinin açıklığa kavuşturulması, CO2 emisyonlarını etkili bir şekilde azaltacak sorbentlerin rasyonel tasarımı için vazgeçilmezdir. Bu çalışma, CO2'in çeşitli amin yapılarıyla modifiye edilmiş silika sorbanlarıyla olan etkileşimlerinin amin işlevselliğinin, yüzey amin yoğunluğunun, yüzey silanol yoğunluğunun, alkil bağlayıcı uzunluğunun ve amin yapısının (halkalı veya lineer yapı) adsorpsiyon davranışı ve mekanizması üzerindeki potansiyel etkilerini anlamak amacıyla, yoğunluk fonksiyonlu teori (DFT) modellemesi kullanarak ayrıntılı bir şekilde incelenmesini amaçlamaktadır. APTMS (3-aminopropil)trimetoksisilan), MAPS (3-(metilamino)propil-trimetoksisilan) ve PYR (pirolidin) temelli sorbentler üzerinde gerçekleştirdiğimiz hesaplamalar, CO2'in amonyum karbamat, karbamik asit ve yüzeye bağlı karbamat yapıları olarak tutulduğunu göstermiştir. Yüzeye bağlı karbamatlar oldukça kararlı olup, alkil bağlayıcı uzunluğunun kısa olduğu modeller üzerinde gözlenmiştir. CO2'in tutulumu için karmaşık hidrojen bağlarına ihtiyaç duyulduğu görülmüş olup, hidrojen bağlarının varlığı adsorpsiyon performansı üzerindeki en belirleyici faktör olarak belirlenmiştir. Yüzey amin yoğunluğu, yüzey silanol yoğunluğu, amin yapısı ve alkil zincir uzunluğu gibi parametreler, hidrojen bağı oluşumu üzerinde etkili olduklarından, bunların tutulum üzerinde belirleyici olduğu sonucuna varılmış, amin işlevselliğinin ise bu çalışmada kullanılan şartlar altında adsorpsiyon mekanizması üzerinde çok daha az belirleyici olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
A solid understanding of the adsorption mechanisms of carbon dioxide (CO2) over amine-modified sorbents as well as the effect of amine structural properties on these mechanisms are essential for the systematic design of sorbents that would effectively reduce the CO2 emissions. This study aims to examine the interaction of CO2 with various amine-modified silica sorbents thoroughly by using density functional theory (DFT) modeling, with the purpose of clarifying the potential impact of amine functionality, surface amine density, surface silanol density, alkyl linker length and the structure of the amine (cyclic vs. linear) on the adsorption behavior and mechanism. Our calculations performed over APTMS (3-aminopropyl)tri-methoxysilane), MAPS (3-(methylamino)propyl-trimethoxysilane), and PYR (pyrrolidine) based sorbents indicated that CO2 was adsorbed in the forms of carbamic acid, ammonium carbamate and surface-bound carbamate structures. Surface-bound carbamates had extreme stability and were observed in the case of short alkyl linkers. Complex hydrogen bonding networks were indispensable for feasible adsorption of CO2 and hydrogen bonding interactions were the most deterministic factor on the adsorption performance making surface amine density, surface silanol density, amine structure, and alkyl chain length quite significant. Amine functionality, on the other hand, seemed to be less conclusive regarding the adsorption mechanism under the applied conditions.
Benzer Tezler
- EPR spin prob yöntemiyle polimer-yüzey aktif çözeltilerinin yapısal ve dinamik özelliklerinin incelenmesi
İnvestigation of the structural and dynamic propeties of polymer-surfactant solutions by EPR spin probe tecnique
KADİR DEMİR
Doktora
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. DİLEK DADAYLI PEKTAŞ
PROF.DR. MARAL SÜNNETÇİOĞLU
- Metal organic framework (MOF) based mixed matrix membranes for Co2 separation: Microporous metal imidazolate framework (MMIF) and strontium-based mofs
Co2 ayırma amaçlı metal organik kafes (MOF) içeren karışık matrisli membranlar: mikrogözenekli metal imidazolat kafes (MMIF) ve stronsiyum esaslı mof yapılar
MAHDI AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Burulmalı kesme deney aleti ile zeminlerin dinamik davranış özelliklerinin belirlenmesi
The eveluation of cyclic behavior of soil with torsional shear test
SELİM ALTUN
Doktora
Türkçe
2003
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA ANSAL
- Yeni o,n,o-tipi Schiff bazı ve Co(II), Ni(II), Cu(II) komplekslerinin sentezi, yapısal karakterizasyonu ve lüminesans özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and structural characterizations of new O,N,O-type schiff base ligand and it's Co(II), Ni(II), Cu(II) complexes and investigations of lüminescence properties
ENDER FAKI