Molecular modeling study of pristine and thermally modified ZIF-8: applications on carbon capture (2023)
- Authors:
- Autor USP: FINAMOR, MATHEUS - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FMT
- DOI: 10.11606/D.43.2023.tde-04012024-163625
- Subjects: FÍSICA COMPUTACIONAL; CARBONO
- Keywords: CAPTURA DE CARBONO; CARBON CAPTURE; ESTRUTURAS METAL-ORGÂNICAS; ESTRUTURAS ZEOLÍTICAS DE IMIDAZOLATO; METAL-ORGANIC FRAMEWORKS; THERMAL TREATMENT; ZEOLITIC IMIDAZOLATE FRAMEWORKS; ZIF-8; TRATAMENTO TÉRMICO; MODELAGEM COMPUTACIONAL
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Nesse trabalho estudamos Estruturas Metal-Orgânicas (MOFs, do inglês Metal- Organic Frameworks) como um novo material capaz de capturar dióxido de carbono (CO2) eficientemente. Essas estruturas são muito promissoras quanto à captura de carbono devido à sua grande área de superfície, tamanho de poro ajustável e um alto potencial de escalabilidade à nível industrial. Em particular, estudamos uma MOF específica, a Estrutura Zeolítica de Imidazolato 8 (ZIF-8, do inglês Zeolitic Imidazolate Framework 8) composta por zinco coordenado com imidazol, estruturado como uma sodalita. Através de cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), utilizando um funcional com correções não locais de van der Waals, optB86b, investigamos a adsorção de CO2 na ZIF-8, identificando diferentes sítios e as respectivas energias de adsorção. Além disso, por meio de simulações atomísticas, utilizando Monte Carlo no ensemble Grã Canônico, foi calculado a seletividade de carbono considerando reservatórios com diferentes misturas em diferentes concentrações e condições termodinâmicas. Ademais, recentes resultados experimentais indicam que o tratamento térmico da ZIF-8 pode aumentar a sua capacidade de captura de carbono. Assim, modelamos proposições de como os defeitos são induzidos por esses tratamentos e estudamos suas estabilidades e impactos na adsorção.Nossos resultados indicam que os tratamentos térmicos perto de 900 ºC podem aumentar a captura de carbono de 15 a 18.5 vezes a adsorção de ZIF-8 pristino. Sendo assim, esses tratamentos podem designar a ZIF-8 tratada como um adequado material a ser usado em membranas de matrizes mistas, permitindo um design de membrana que seja eficiente e economicamente viável para captura de carbono
- Imprenta:
- Data da defesa: 04.12.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
FINAMOR, Matheus. Molecular modeling study of pristine and thermally modified ZIF-8: applications on carbon capture. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04012024-163625/. Acesso em: 09 ago. 2024. -
APA
Finamor, M. (2023). Molecular modeling study of pristine and thermally modified ZIF-8: applications on carbon capture (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04012024-163625/ -
NLM
Finamor M. Molecular modeling study of pristine and thermally modified ZIF-8: applications on carbon capture [Internet]. 2023 ;[citado 2024 ago. 09 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04012024-163625/ -
Vancouver
Finamor M. Molecular modeling study of pristine and thermally modified ZIF-8: applications on carbon capture [Internet]. 2023 ;[citado 2024 ago. 09 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04012024-163625/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.43.2023.tde-04012024-163625 (Fonte: oaDOI API)
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