Simulasi Dinamika Molekuler Implantasi b-Oriented ZSM-5 Film Modifikasi Permukaan Substrat -Quartz Dengan Pengubah Berbeda

Simulasi Dinamika Molekuler Implantasi b-Oriented ZSM-5 Film Modifikasi Permukaan Substrat -Quartz Dengan Pengubah Berbeda

Dalam penelitian ini, kami menyelidiki hubungan struktur-penyerapan dari pengubah permukaan umum kitosan (CTS), polivinil asetat (PVA), dan titanium dioksida (TiO2) dengan permukaan -kuarsa menggunakan simulasi dinamika molekul. Dan orientasi dan kombinasi yang diturunkan dari struktur antara kristalit -kuarsa dan ZSM-5 yang dimodifikasi juga diselidiki. Hasil penelitian menunjukkan bahwa PVA merupakan makromolekul organik nonlinier dengan jumlah gugus hidroksil yang besar pada permukaannya, yang mudah menempel pada permukaan substrat dan menggumpal. 

CTS adalah struktur rantai lurus yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil dan amino, yang mudah terakumulasi dan menyebar di permukaan substrat. TiO2 tidak hanya membentuk ikatan hidrogen dan kompleks dengan substrat tetapi juga berinteraksi satu sama lain untuk membentuk lapisan pengubah padat. Kami mengamati bahwa sejumlah besar ikatan kimia Ti-O-Si yang stabil terbentuk antara lapisan termodifikasi dari molekul kecil anorganik TiO2 dan permukaan -kuarsa, yang memadatkan dan menstabilkan film ZSM-5 yang terpasang. 

Selain itu, sudut orientasi nukleus nanokristalin ZSM-5 pada -kuarsa yang dimodifikasi dihitung, yang menegaskan bahwa orientasi sumbu b dari nukleus nanokristalin ZSM-5 adalah yang tertinggi pada permukaan substrat yang dimodifikasi oleh TiO2. Kami membahas pengaruh suhu modifikasi pengubah dalam bahan yang dibangun, dan kami telah mengamati perbedaan keadaan adsorpsi TiO2 pada suhu modifikasi yang berbeda. 

Kami juga membahas sifat katalitik dari bahan yang disiapkan dengan metode yang sesuai dalam konversi reaksi metanol-ke-aromatik (MTA). Hasil ini sesuai dengan data eksperimen kami sebelumnya. Dengan menggunakan simulasi dinamika molekul, kami telah memperoleh informasi konklusif yang lebih tepat dari pertumbuhan berorientasi b kristalit ZSM-5, yang sangat bergantung pada pengubah permukaan.

Highlight

- Pembuatan model dan optimalisasi film ZSM-5/modifier/substrat berorientasi b dengan simulasi dinamika molekul.

- Pengaruh orientasi dan kombinasi implantasi permukaan substrat -kuarsa yang dimodifikasi film ZSM-5 berorientasi b dengan pengubah yang berbeda.

- Katalis ZSM-5/TiO2/substrat berorientasi b secara signifikan meningkatkan konversi metanol, hasil hidrokarbon aromatik, dan masa pakai.

Kata Pengantar

ZSM-5 termasuk dalam topologi zeolit ​​MFI dan memiliki struktur pori tiga dimensi. Pertumbuhan pada arah vertikal adalah zeolit ​​ZSM-5 (b-ZSM-5) sumbu b. Struktur saluran lurus dari sumbu-b (0 1 0) ZSM-5 memungkinkan molekul berdifusi dengan cepat dalam saluran lurus satu dimensi, memperpendek jalur difusi molekul, sehingga mengurangi kemungkinan reaksi samping dalam produk dan menghambat pembentukan deposit karbon. 

Saringan molekuler ZSM-5 memiliki stabilitas tinggi, memiliki luas permukaan spesifik yang tinggi dan fungsi katalitik selektif, dan sering digunakan dalam methanol-to-aromatics (MTA), methanol-to-olefins (MTO), dan methanol-to-hydrocarbon (MTH). ) reaksi. Sejak Feng dan Bein (1994) menyadari kontrol orientasi kristal ayakan molekul untuk pertama kalinya, membran ayakan molekul MFI dengan orientasi sumbu-a, orientasi sumbu-b, orientasi sumbu-c dan orientasi komposit telah disiapkan pada berbagai pembawa dengan mengontrol interaksi antara pembawa dan kristal saringan molekuler.

Sejak peneliti mengusulkan bahwa struktur dan sifat fisikokimia dari permukaan substrat akan mempengaruhi nukleasi dan pertumbuhan saringan molekul (Koegler et al., 1997), mereka berpikir bahwa cairan sintetis pertama akan membentuk lapisan gel pada permukaan silikon- kaya silikon hidroksil, dan supersaturasi lebih besar pada antarmuka antara lapisan gel dan antarmuka utama cair.

Inti terbentuk pada antarmuka antara dua fase, dan kemudian kristal tumbuh pada permukaan pembawa orientasi sumbu-b melalui gaya ikatan hidrogen untuk membentuk film ayakan molekul berorientasi sumbu-b. Bahan saringan molekuler orientasi tinggi diperoleh dengan memodifikasi permukaan substrat dengan pengubah. Lee dkk. (2003) menyiapkan tiga orientasi MFI silikon murni (silicalite-1) molekul kristal saringan a-, b-, dan sumbu-c dengan pra-pelapisan pengubah film poliuretan yang sangat teratur pada permukaan kaca. Ketika kelompok permukaan adalah film poliuretan berorientasi acak, hanya film silikalit-1 berorientasi acak yang dapat diperoleh. Jelas, gugus fungsi dan keselarasannya yang teratur pada permukaan film polimida adalah kunci untuk mencapai panduan arah dan untuk mendapatkan keselarasan yang teratur dari susunan saringan molekuler.

Lang dkk. (2009) mensintesis membran ayakan molekul silikalit-1 dengan orientasi sumbu-b pada permukaan pembawa membran komposit silika-zirkonium berpori termodifikasi kitosan (CTS) (diameter pori rata-rata adalah 8 nm). Membran ayakan molekul silikalit-1 dengan cakupan kontinu dan orientasi sumbu-b terbentuk pada permukaan interlayer komposit silika-zirkonium yang dimodifikasi oleh carboxymethyl CTS (CMCTS) terlarut. 

Wang dan Yan (2001) menemukan bahwa bahan dan kekasaran substrat memiliki pengaruh besar pada orientasi membran saringan molekuler. Membran ayakan molekul silikalit-1 dengan orientasi sumbu-b dapat disintesis pada substrat baja tahan karat halus yang dipoles. Singkatnya, kontrol material membran saringan molekuler ZSM-5 dengan preferensi orientasi tinggi terutama berfokus pada modifikasi permukaan substrat. Pengubah yang digunakan untuk modifikasi substrat terutama pengubah organik dan anorganik. 

Pengubah organik yang umum adalah polivinil asetat (PVA), CTS, dll. (Wang et al., 2010; Wei et al., 2017), dan pengubah anorganik adalah TiO2, SiO2, dll. (Liu et al., 2011; Cheng dkk., 2014). Permukaan PVA memiliki sejumlah besar gugus fungsi hidroksil, yang dengan mudah menempel pada permukaan substrat kuarsa untuk membentuk gugus aktif dan dengan mudah membentuk ikatan hidrogen dengan inti nanokristalin ZSM-5 untuk mendorong pengikatan. Ada sejumlah besar ikatan hidroksil, amino, dan eter pada permukaan CTS, yang dengan mudah membentuk ikatan hidrogen dengan inti nanokristalin ZSM-5. Sebagai molekul kecil, TiO2 dapat membentuk lapisan pembalut halus pada permukaan substrat, dan berbagai struktur kristal terbentuk pada suhu yang berbeda, yang meningkatkan pertumbuhan orientasi sumbu-b benih.

Saat ini, sintesis komposit b-ZSM-5 mengalami kesulitan. Kondisi eksperimental sulit dikendalikan secara akurat untuk metode tradisional. Efek antarmuka ayakan molekul b-ZSM-5, pengubah, dan substrat tidak dapat dipelajari secara rinci. Oleh karena itu, desain bahan membran ayakan molekul ZSM-5 baru tidak dapat dipandu. Simulasi dinamika molekul (MD) mengatasi kekurangan percobaan dan dapat mensimulasikan sistem pada skala atomistik.

Dalam beberapa tahun terakhir, banyak peneliti telah berhasil menggunakan perhitungan MD untuk menjelaskan efek antarmuka antar sistem. Yan dkk. (2016) mensimulasikan interaksi antara PVA dan poli(metil metakrilat) (PMMA) pada permukaan -kuarsa oleh MD. Liu dkk. (2015) mempelajari adsorpsi DDA, eter amina, dan AC1210 pada -kuarsa pada keasaman dan alkalinitas yang berbeda oleh medan gaya universal (UFF) dalam simulasi MD. Simulasi MD telah digunakan dalam desain material komposit molecular sieve. Telah dilaporkan bahwa bukti pertumbuhan epitaxial ZnO, Fe-B, dan karbon nanotube (Fang et al., 2006; Tarabaev dan Esin, 2007; Sharma et al., 2015) dapat dijelaskan dengan baik dengan simulasi MD, dan hasilnya pada dasarnya konsisten dengan percobaan. Brinkmann dkk. (2011) telah berfokus pada efek antarmuka antara ZSM-5 dan kuarsa dengan ukuran celah yang berbeda dengan simulasi MD.

Dalam karya ini, kami mencoba merancang sistem model untuk menyelidiki perilaku termodinamika b-ZSM-5 yang ditanamkan pada permukaan substrat -kuarsa dengan pengubah organik dan anorganik (PVA, CTS, dan TiO2) pada tingkat molekuler. Simulasi MD semua atom keseimbangan digunakan untuk mempelajari seluruh sistem dalam ruang hampa. 

Perpindahan kuadrat rata-rata (MSD), koefisien difusi, distribusi konsentrasi relatif, dan ikatan hidrogen dianalisis untuk menyelidiki mekanisme preplantasi b-ZSM-5 pada permukaan -kuarsa yang dimodifikasi, dan sudut orientasi (Zeng YQ et al., 2015) antara b-ZSM-5 dan substrat yang dimodifikasi juga dihitung untuk menjelaskan derajat orientasi antara b-ZSM-5 dan permukaan substrat. Tujuan jangka panjang kami adalah untuk sepenuhnya memahami pengikatan antara b-ZSM-5, pengubah, dan -kuarsa dan bagaimana gugus fungsi reaktif mempengaruhi proses pengikatan, yang sangat penting untuk persiapan bahan katalis ZSM-5 yang dirancang dengan orientasi sumbu b.

LAYANAN ADY WATER

Jual zeolit untuk filter air jenis Batu, Pasir, dan Tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram. Sudah suplai zeolit ke industri Food and Beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Ready Stock, kemampuan suplai hingga puluhan ton rutin per bulan

Jual karbon aktif dengan merek import: HAYCARB, JACOBI, CALGON, dan NORIT. Merek karbon aktif lokal: KARBON AKTIF ADY WATER. Kemasan karbon aktif 25 kg per karung untuk karbon import, untuk karbon lokal 25 kg per karung dan 20 kg per karung. Menyediakan karbon aktif lokal eceran kiloan, untuk import tidak eceran. Fungsi karbon aktif untuk filter air bersih, filter air minum, filter air aquarium, filter air kolam, filter air proses industri, filter air lingkungan, dekolorisasi, gula rafinasi, pemulihan emas (gold recovery), menghilangkan klorin, bau pada air, dll.

Jual silica gel minimal pembelian 1 kg. Ukuran sachet silica gel yang dijual 1 gram, 2 gram, 5 gram, 10 gram, 25 gram, 50 gram, 100 gram, 250 gram, 500 gram, 1 kilogram. Jual silica gel curah per karung 25 kilogram. Sudah suplai silica gel untuk kebutuhan bandara, industri sepatu, makanan (FOOD GRADE), gas separasi / kromatografi kolom, aquarium, kebutuhan pribadi, dll

Nomor WA Sales Yang Mudah Dihubungi

Senang dapat membantu Anda, Semoga kami dapat segera menyelesaikan masalah air yang sedang Anda hadapi. Terimakasih

1. Ghani 0821 2742 4060

2. Yanuar 0812 2165 4304

3. Rusmana 0821 2742 3050

4. Fajri 0821 4000 2080

5. Kartiko 0812 2445 1004

6. Andri 0812 1121 7411

Alamat kantor/gudang Ady Water yang bisa dikunjungi langsung. 

Silahkan Bapak/Ibu mengunjungi alamat kantor/gudang kami. Kami akan melayani Anda dengan senang hati dan semoga dapat membantu masalah air yang sedang Anda hadapi. 

1. Alamat Bandung:

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

2. Alamat Jakarta Timur

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

3. Alamat Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

Katalog Ady Water

http://bit.ly/KatalogAdyWater