مدل سازی و پیش بینی ثابت هنری گاز دی اکسید کربن در حلال های مختلف با استفاده از روش کیو اس پی آر

حذف گاز دی اکسید کربن به کمک حلال‌های شیمیایی و فیزیکی در اکثر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از اهداف مهم محققان شناسایی یک حلال مناسب با ظرفیت جذب بالای این گاز می‌باشد که برای تحقق این هدف، آزمایشات تجربی مختلفی انجام شده است. از طرفی حلالیت این گاز در حلال‌های فیزیکی به صورت ثابت هنری بیان می‌شود.

از آنجایی که اختلاف حلال‌های بررسی شده در ساختار مولکولی آنهاست، در این پایا‌ن‌نامه نیز به بیان اثر ساختار‌ مولکولی حلال‌های فیزیکی بر مقدار ثابت هنری پرداخته می‌شود. در این کار نشان داده شده که می‌توان به جای انجام آزمایشات هزینه‌بر و وقت‌گیر، ثابت هنری این گاز در حلال‌های فیزیکی را به کمک مدلی که شامل توصیف‌کننده‌ یا ویژگی خاصی از مولکول حلال می‌باشد، پیش‌بینی کرد. برای ایجاد چنین مدلی از 22 حلال فیزیکی که هر یک ساختار مولکولی متفاوتی دارند، استفاده شده است.

به این روش مطالعه کمی ساختار-ویژگی یا به اختصار QSPR می‌گویند. در این کار بهینه‌سازی ساختار مولکول به یکی از روش‌های تئوری تابعی چگالی به نام B3LYP و مجموعه توابع پایه‌ی 6-31G++(d.p) انجام شده است. با بررسی‌های انجام شده نتیجه شد که با یک مدل که شامل دو توصیف‌کننده مولکول حلال‌ مانند مجذور تعداد گروه‌ عاملی هیدروکسیل و جرم مولکولی می‌باشد، می‌توان ثابت هنری این گاز در حلال‌های فیزیکی را با دقت بالا پیش‌بینی کرد.

از طرف دیگر، از آنجایی که محققان ثابت هنری این گاز را در دماهای مختلف گزارش کرده‌اند، در این مطالعه نیز دما به صورت خطی به مدل قبل اضافه خواهد شد که قابلیت بالایی در پیش‌بینی ثابت هنری این گاز در حلال‌هایی را دارد که با افزایش دما مقدار این پارامتر در آنها افزایش یافته است.

استاد راهنما: سیاوش ریاحی

سال انتشار: 1394