736

پ م 59

آريان پور، ميلاد

كارشناسي ارشد

مكانيك

دانشگاه صنعتي قم

دانشكده فني و مهندسي

1399

گروه مكانيك

صاحبي، مهدي

صنعتي شدن و رشد جمعيت منجر به آلوده شدن آبهاي قابل شرب شده است. با توجه به محدود بودن آب، دنيا با چالش بزرگي روبهرو شده است. يكي از راهها براي تامين آب شرب سالم، تصفيه آب است. براي تصفيه آب راههاي زيادي وجود دارد كه از جمله آن، استفاده از غشاهاي پايه كربني به روش نانوفيلتراسيون ميباشد. نانومواد گرفن، با خواص فيزيكي و شيميايي منحصر به فرد، انتخاب مطلوب هستند. در اين پاياننامه، نحوه جداسازي ناخالصي از آب با استفاده از سه نوع نانوصفحات گرفني عاملدار به كمك شبيهسازي ديناميك مولكولي بررسي شده است. ابعاد جعبه شبيهسازي شده 𝟖𝟎×𝟖𝟎×𝟔𝟎 Å𝟑 به ترتيب در راستاي 𝒛، 𝒚 و 𝒙 ميباشند. در اين پژوهش، اثر پارامترهاي هندسي مانند شعاع منفذ، فاصله بين نانوصفحات و فاصله افقي بين منافذ بر ميزان نفوذپذيري آب و ناخالصي بررسي شده است و مقايسهاي با غشاي گرفني بدون در نظر گرفتن فاصله افقي منافذ انجام شده است. در اين تحقيق از روش تجزيه و تحليل آماري داده ها استفاده شده است كه در آن دادههاي مولكولي خروجي از شبيهسازي با كمك روشهاي مطروحه در ترموديناميك آماري به صورت كميتهاي ماكروسكوپيك مثل ، دبي، دما، ويسكوزيته، فشار و....در آمده است. شبيهسازي ديناميك مولكولي از طريق نرم افزار لمپس انجام شده است. نتايج شبيه سازي نشان ميدهد كه وجود فاصله افقي بين منافذ و افزايش فاصله بين نانوصفحات در ميزان نفوذپذيري آب به ترتيب اثر مثبت و اثر منفي گذاشته است. افزايش فاصله بين نانوصفحات همچنين، ميزان نفوذپذيري ناخالصي را از غشا گرفن به طور چشمگيري كاهش ميدهد. همچنين نتايج نشان ميدهد كه دفع ناخالصي در شعاع منفذ يكسان، مستقل از فاصله افقي بين منافذ ميباشد. شبيهسازيها نشان داد كه با بهينه كردن پارامترهاي بررسي شده، ميتوان به دفع ناخالصي صد درصد نائل آمد. واژگان كليدي: تصفيه آب؛ نمكزدايي آب؛ غشا گرفن؛ نفوذپذيري آب؛ نانومنفذ؛ شبيهسازي ديناميك مولكولي