Охирги ўн йилликда карбон диоксидининг қаттиқ ва ғовакли моддаларда адсобцияси ва бўлиниши мухим аҳамиятга эга бўлди

Кириш
Охирги ўн йилликда карбон диоксидининг қаттиқ ва ғовакли моддаларда адсобцияси ва бўлиниши мухим аҳамиятга эга бўлди. Бунга асосан саноатда газни ажратиб олиш жараёнларини яхшилаш ва иқтисодий жиҳатдан иқлим ўзгаришининг асоратларини юмшатиш учун СО2ни тутиш учун самарали технологияларни яратиш сабаб бўлди.(масалан: табии газни тозалаш, кўмирни ёқиш жараёнида СО2 нинг ажраши). Термик барқорор, актив кўмир ва ўзининг эфектив структурасига кўра цеолит ҳисобланган углерод диоксидини адсорбцияси ва селектив ажралиши учун турли ҳил ғовакли қаттиқ материаллар тадқиқ қилинди. Цеолитлар уч ўлчамли (3D) турли топологиядаги структурали бир бирига боғланган тетраэдралар ТО4дан ташкил топган молекулар тўрни акс этади. (Т Si ёки Al ҳам бўлиши мумкин). Какркасда алюминий мавжудлиги сабаб заряд дисбаланси қўшимча катионлар билан қопланади. Каркасдаги қўшимча катионларнинг характери, миқдори ва бўлиниши цеолитларнинг ион алмашинув хусусиятига, валентлигига ва ғоваклардаги электр майдонига таъсир қилади. Бу параметрлар одатда Si\Al каркаснинг ўзаро муносабатида тескари пропорционал ўзгаради. Тажрибанинг бошқа шартларидан фарқли ўлароқ (босим, харорат ва намлик каби) цеолитнинг таркиби ва топологияси адсорбция жараёнида қатнашаётган кучларни ва адсорбциянинг умумий самарадорлигини аниқлайди. Масалан паст босимда адсорбланган СО2 миқдори, балким, цеолит ғовакларидаги катионларнинг табиати ва зичлигига жуда ҳам боғлиқ, ва ҳоҳоланги юқори босимда ғовакларнинг шакли ва хажми адсорбцион хусусиятни назорат қилади. Молекуляр симуляция СО2нинг кристал ва ғовакли материаллардаги адсорбцияси ва диффузияси жараёнларини прогнозлашда кучли курол ҳисобланади ва у цеолитларда СО2нинг адсорбциясини прогнозлашда кенг қўлланилади. Турли адабиётларда СО2нинг цеолитда адсорбцияси модели кўрсатилган қатор кучланиш майдонларини топишингиз мумкин лекин уларнинг кўпчилиги фақат кремний диоксидли структураларга қўлланилган(Si\Al=∞)8,11,16-17 ва таркибида алюминий ва қўшимча каркас катионлари булган (асосан натрий) кичик структуралар.
Биз кучланиш майдонини 1дан ∞ гача Si\Al муносабатларига ўтувчи структура билан таъминлаб мавжуд кучланиш майдонлари ва турли цеолит каркаслари ва Si \Al муносабатлари орасида кучиб ўтиш йўқлигига юзландик. Бу кучланиш майдони таркибида турли ҳил алюминий (FAU,MFI ва MOR) ва натрий бўлган структураларда СО2ни адсорбция қилиши аниқ. Лекин LTA типидаги структуралар тажрибавий маълумотларида айрим номутаносибликлар аниқланди. Шуни ҳисобга олган ҳолда, кейинги этапда, таркибида алюминий юқори бўлган цеолитларда СО2 адсорбциясини назорат қилувчи механизмини тушуниш зарур. Шу сабабдан мазкур ишнинг мақсади, таркибида LTA ва NaX каби алюминий юқори бўлган цеолитларда углерод диоксидининг адсорбцион хатти харакатларига таъсир қилувчи омилларни аниқлаш, шунингдек, ушбу структуралар учун кучланиш майдонини моделлаштириш ва тажрибаий маълумотлар асосидаги қўшимча параметрлари ва методологияси ишланмасига таъриф бериш.