100 شيمي

Investigation of adsorption of NH2CHO molecules on zeolites (M = H, Li, Na, K) M-ZSM-5: A theoretical study

كارشناسي ارشد

شيمي گرايش: فيزيك

دانشگاه پيام نور مركز سيرجان

1397

1398/03/22

بتول مكي آبادي

محمد زكريانژاد

در جستجوي يافتن حسگرها براي شناسايي و تشخيص مواد آلاينده محيط زيست، در اين تحقيق جذب برخي از مولكولهاي آلاينده از قبيل فرم‌آميد و نيترو اكسيد برروي زئوليت‌هاي M-ZSM5 كه در آن Mشامل اتم‌هاي هيدروژن، ليتيم، سديم و پتاسيم مي‌باشد مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور ابتدا ساختار زئوليت‌هاي مورد بررسي در دو حالت حضور و عدم حضور مولكول‌هاي آلاينده به كمك نظريه تابعيت چگالي DFT، تابعيت B3LYPو مجموعه پايه 6-311++g(d,p) بهينه‌سازي شده است. سپس به منظور بررسي ماهيت برهمكنش‌‌ها ميان مولكول‌هاي آلاينده و زئوليت مورد نظر از نظريه اتم‌ها در مولكول‌ها استفاده گرديد. در نهايت با كمك نظريه NBO،اثرات انتقال بار بمنظور تائيد نتايج AIMانجام پذيرفت. با در نظر گرفتن تمام جهتگيري‌هاي ممكن براي مولكول NH2COH سه جهتگيري NH2COH -M-ZSM5(1)، NH2COHM-ZSM5(2) ، NH2COH -M-ZSM5(3)در نظر گرفته شده است. محاسبات AIMنشان مي‌دهند كه برهمكنش‌هاي اصلي ميان اين مولكولها و زئوليت‌هاي انتخاب شده از نوع پيوندهاي هيدروژني ضعيف و متوسط، واندروالس و برهمكنش يوني مي‌باشد.در اين ميان پيوندهاي هيدروژني شناسايي‌شده، پيوند هيدروژني CO(6)….H(7)O با دانسيته الكترونيa.u. 07225/0 داراي بيشترين مقدار دانسيته الكتروني و قويترين برهمكنش بوده كه با حضور اتم فلزي به جاي اتم هيدروژن، ميزان قدرت آن كاهش يافته است. علاوه بر اين با افزايش قدرت الكترونگاتيوي اتم فلزي، بطور تدريجي پيوندهاي هيدروژني با قدرت كمتري ظاهر شده به نحوي كه در دو حالت Na-ZSM5 و K-ZSM5 برهمكنش يوني و واندروالسي نقش عمده را به عهده دارند.بر اساس مقايسه نتايج AIMو NBOو انرژي برهمكنش‌هاي هيدروژني 87/48- براي مولكول‌ NH2COH مي‌توان نتيجه گرفت كه در ميان زئوليت‌هاي استفاده شده، زئوليت H-ZSM5گزينه‌ي بهتر و مناسبي در مقايسه با ساير زئوليت‌ها براي جذب مولكول‌هاي آلاينده يعني NH2COH مي‌باشد. كليد واژه¬ها: فرم‌آميد، پيوند هيدروژني، برهمكنش يوني،DFT، AIM

58117