بررسی عملکرد تعدادی از جاذب‌های زئولیتی در جداسازی مخلوط گازهای هیدروژن و دوتریم با استفاده از شبیه‌سازی مونت کارلو

جداسازی بر اساس جذب مولکول‌های هیدروژن و دوتریم در مخلوط دوتایی آ‌ن‌ها، توسط پانزده زئولیت گوناگون در دمای k77 و فشار محیط با استفاده از روش شبیه‌سازی کلاسیکی مونت-کارلو بندادی بزرگ شبیه‌سازی شد. برای شبیه‌سازی گازهای هیدروژن و دوتریم از مدل سه جایگاهی آن‌ها استفاده شد تا اثر دمای k77 در نظر گرفته شود. فاکتور جداسازی بر اساس مقدار جذب سطحی گازها هیدروژن و دوتریم، احتمال توزیع انرژی در روزنه‌ها زئولیت‌ها و انرژی‌های بین مولکولی، الکترواستاتیکی، واندروالسی و میانگین انرژی کل سامانه‌ها محاسبه شدند. از نتیجه‌های این پژوهش‌، می‌توان نتیجه گرفت که برخی از زئولیت‌ها مانند زئولیت‌های vsv، zon، aco و euo توانایی بهتری در جداسازی مولکول‌های هیدروژن و دوتریم با مقدارهای ضریب جداسازی بین 1.28 تا 1.46 دارند. همچنین دما به عنوان عامل ترمودینامیکی و نیز شیمی روزنه‌های نانومتری زئولیت‌ها و تنوع شکل روزنه‌ها در یک نوع زئولیت می‌تواند بر جذب سطحی گازها و در نتیجه در جداسازی آن‌ها موثر واقع شود.

performance evaluation of a number of zeolite adsorbents to separate hydrogen and deuterium gases in binary mixtures using grand canonical monte-carlo simulation

separation based on the adsorption of hydrogen and deuterium molecules in the binary mixtures were carried out by fifteen different zeolites at 77k and the ambient pressure using the classical grand-canonical mont-carlo simulation method. to simulate hydrogen and deuterium gases, their three-sites models were used to consider the effect of 77k as cryo-temperature. the separation factor was calculated based on the amount of adsorption of hydrogen and deuterium gases, the probability of energy distribution in the nano-cavities of zeolites and intermolecular, electrostatic, and van der waals energies and the total energy of all systems were calculated. the results have shown that some zeolites, such as vsv, zon, aco and euo, have a better ability to separate hydrogen and deuterium molecules with separation values between 1.28 and 1.46. also, the temperature factor as a thermodynamic parameter as well as the chemistry of the nanometer cavities of zeolites and the shape variety of cavities in a zeolite can be effective on the adsorption of gases and therefore in their separation.