Promising monolayer membranes for CO2/N2/CH4 separation: Graphdiynes modified respectively with hydrogen, fluorine, and oxygen atoms

单层 氧气 杂原子 密度泛函理论 选择性 化学 色散(光学) 分析化学(期刊) 气体分离 物理化学 计算化学 有机化学 催化作用 物理 光学 生物化学 戒指(化学)
作者
Lianming Zhao,Pengpeng Sang,Sheng Guo,Xiuping Liu,Jing Li,Houyu Zhu,Wenyue Guo
出处
期刊:Applied Surface Science [Elsevier BV]
卷期号:405: 455-464 被引量:60
标识
DOI:10.1016/j.apsusc.2017.02.054
摘要

Three graphdiyne-like monolayers were designed by substituting one-third diacetylenic linkages with heteroatoms hydrogen, fluorine, and oxygen (GDY_X, X = H, F, and O), respectively. The CO2/N2/CH4 separation performance of the designed graphdiyne-like monolayers was investigated by using both first-principle density functional theory (DFT) and molecular dynamic (MD) simulations. The stabilities of GDY_X monolayers were confirmed by the calculated cohesive energies and phonon dispersion spectra. Both the DFT and MD calculations demonstrated that although the GDY_H membrane has poor selectivity for CO2/N2/CH4 gases, the GDY_F and GDY_O membranes can excellently separate CO2 and N2 from CH4 in a wide temperature range. Moreover, the CO2/N2 mixture can be effectively separated by GDY_O at temperatures lower than 300 K. Based on the kinetic theory, extremely high permeances were found for CO2 and N2 passing through the GDY_X membranes (10−4–10−2 mol/m2 s Pa at 298 K). In addition, the influence of relative concentration on selectivity was also investigated for gases in the binary mixtures. This work provides an effective way to modify graphdiyne for the separation of large molecular gases, which is quite crucial in the gas separation industry.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
123456qi发布了新的文献求助10
2秒前
超级的听南完成签到,获得积分10
3秒前
jjjdj完成签到,获得积分10
4秒前
巴甫洛夫的小狗完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Lwj发布了新的文献求助50
7秒前
GreedB1E应助哦吼吼博仔采纳,获得10
9秒前
豆豆完成签到,获得积分20
13秒前
鹿邑完成签到 ,获得积分10
14秒前
了0完成签到 ,获得积分10
14秒前
15秒前
小四喜发布了新的文献求助10
16秒前
无敌的兔子宇宙完成签到,获得积分10
18秒前
challote发布了新的文献求助10
19秒前
许木完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
了0完成签到 ,获得积分10
21秒前
一花一树开完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
nanana123完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
皮蛋发布了新的文献求助10
29秒前
熊xiong发布了新的文献求助10
29秒前
lxr发布了新的文献求助10
32秒前
GreedB1E应助勤奋千风采纳,获得10
37秒前
蓝天应助renovel采纳,获得10
40秒前
yang完成签到,获得积分10
40秒前
40秒前
40秒前
你帅你有理完成签到,获得积分10
42秒前
小小发布了新的文献求助10
42秒前
dfgux完成签到,获得积分10
44秒前
45秒前
Freiheit完成签到,获得积分10
45秒前
锦山秋完成签到,获得积分10
47秒前
lxr完成签到 ,获得积分10
47秒前
48秒前
迟安歌完成签到,获得积分10
49秒前
寻梦发布了新的文献求助10
49秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Gründe der Seele:Die Wiener Psychatrie im 20.Jahrhundert 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7272679
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8893613
关于积分的说明 18801081
捐赠科研通 6947050
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3204865
关于科研通互助平台的介绍 2377027
邀请新用户注册赠送积分活动 2180253