Nghiên cứu hấp phụ hydrogen và carbon dioxide trong cấu trúc khung hữu cơ kim loại họ MIL-88 bằng phương pháp mô phỏng
Nhằm đánh giá họ MIL-88 cho việc lưu trữ H2, bắt giữ CO2, và tách lọc CO2/H2 thông qua hai mục tiêu đó là đánh giá khả năng lưu trữ H2 của MIL-88 thông qua việc nghiên cứu các tính chất hấp phụ và các đường đẳng nhiệt hấp phụ H2 ở các giá trị nhiệt độ xác định và vùng áp suất cho trước và đánh giá khả năng bắt giữ CO2 của MIL-88 thông qua việc nghiên cứu các tính chất hấp phụ và các đường đẳng nhiệt hấp phụ CO2 ở các giá trị nhiệt độ xác định và vùng áp suất cho trước cũng như đánh giá khả năng sử dụng MIL-88 cho việc tách lọc CO2/H2 bằng việc nghiên cứu độ tách lọc của CO2 khỏi H2 trong hỗn hợp hai khí, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh do PGS.TS. Đỗ Ngọc Sơn làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hấp phụ hydrogen và carbon dioxide trong cấu trúc khung hữu cơ kim loại họ MIL-88 bằng phương pháp mô phỏng”.
Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đã đạt được tất cả các nội dung trong thuyết minh đề cương, bao gồm:
1) Đánh giá được khả năng lưu trữ H2 của MIL-88 thông qua việc nghiên cứu các tính chất hấp phụ và các đường đẳng nhiệt hấp phụ H2 ở các giá trị nhiệt độ xác định (77K và 300K) và vùng áp suất cho trước (từ 0 đến dưới 100 bar).
- Thiết kế các cấu trúc MIL-88.
- Tối ưu hóa thể tích cấu trúc MIL-88.
- Tối ưu hóa vị trí các nguyên tử trong cấu trúc MIL-88.
- Thiết kế các cấu trúc của hệ MIL-88 + H2.
- Tối ưu hóa các cấu trúc hệ MIL-88 + H2.
- Tính năng lượng hấp phụ H2. o Nghiên cứu sai khác mật độ điện tích của hấp phụ H2 trong MIL-88.
- Nghiên cứu mật độ trạng thái điện tử của hấp phụ H2.
- Tính toán điện tích Bader của các nguyên tử trong cấu trúc MIL-88 + H2.
- Làm sáng tỏ hấp phụ H2 dựa vào các phép tính cấu trúc điện tử. o Tính điện tích điểm cho việc thông số hóa trường lực. o Tính toán đường đẳng nhiệt hấp phụ H2 ở 77 K và áp suất từ 0 đến 50 bar.
- Tính toán đường đẳng nhiệt hấp phụ H2 ở 300 K và áp suất từ 0 đến 50 bar.
- Nghiên cứu nhiệt hấp phụ H2.
- Phân tích các đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhiệt hấp phụ H2 để rút ra kết luận về khả năng sử dụng MIL88 trong lưu trữ H2.
2) Đánh giá được khả năng bắt giữ CO2 của MIL-88 thông qua việc nghiên cứu các tính chất hấp phụ và các đường đẳng nhiệt hấp phụ CO2 ở các giá trị nhiệt độ xác định và vùng áp suất cho trước.
- Thiết kế các cấu trúc của hệ MIL-88 + CO2.
- Tối ưu hóa các cấu trúc hệ MIL-88 + CO2.
- Tính năng lượng hấp phụ CO2.
- Nghiên cứu sai khác mật độ điện tích của hấp phụ CO2 trong MIL-88.
- Nghiên cứu mật độ trạng thái điện tử của hấp phụ CO2.
- Tính toán điện tích Bader của các nguyên tử trong cấu trúc MIL-88 + CO2.
- Làm sáng tỏ hấp phụ CO2 dựa vào các phép tính cấu trúc điện tử.
- Tính điện tích điểm cho việc thông số hóa trường lực.
- Tính toán đường đẳng nhiệt hấp phụ CO2 ở 77 K và áp suất từ 0 đến 50 bar.
- Tính toán đường đẳng nhiệt hấp phụ CO2 ở 300 K và áp suất từ 0 đến 50 bar.
- Nghiên cứu nhiệt hấp phụ CO2.
- Phân tích các đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhiệt hấp phụ CO2 để rút ra kết luận về khả năng lưu trữ CO2 trong MIL-88.
3) Đánh giá được khả năng sử dụng MIL-88 cho việc tách lọc CO2/H2 bằng việc nghiên cứu độ tách lọc của CO2 khỏi H2 trong hỗn hợp hai khí.
- Tính toán đẳng nhiệt hấp phụ của CO2 và H2 trong hỗn hợp khí CO2/H2.
- Tính toán độ tách lọc CO2 so với H2.
- Phân tích đẳng nhiệt hấp phụ và độ tách lọc CO2 so với H2 trong hỗn hợp khí CO2/H2.
Ngoài ra, đề tài còn thực hiện nội dung nghiên cứu mới không có trong thuyết minh đề cương, để làm rõ ảnh hưởng của việc thay thế kim loại lên tính chất hấp phụ và lưu trữ H2
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18474/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
