Adsorption of gases in acetate functionalized silica: Experimental and Monte Carlo molecular simulation study
Notice bibliographique
Résumé
Adsorption of carbon dioxide and other gases on a novel acetate functionalized silica adsorbent under various conditions is investigated experimentally and theoretically by grand-canonical Monte Carlo (GCMC) simulations. The acetate functional group has the capability to interact with the carbon atoms in CO 2 molecules due to the electron-donating properties of the carbonyl and ether groups. However, the acetate functional group has not yet been examined for CO 2 adsorption on silica. Adsorption of CO 2 , CH 4 , N 2, and H 2 was measured experimentally in the temperature range of 253–373 K and pressure range of 0–100 kPa. CO 2 showed significantly higher adsorption compared to other gases with maximum adsorption of ca . 32 cc/gr at standard condition (STP) at a pressure of 100 kPa and a temperature of 253 K. The recorded adsorption data could be fitted by Freundlich isotherms, indicating heterogeneous adsorption sites. To better understand the heterogeneous adsorption sites, GCMC simulations were used to examine the effects of pore size, temperature, pressure, concentration of functional groups in the silica matrix, and competitive adsorption. The GCMC data was in good agreement with the experimental data and suggested the oxygen-containing moieties (i.e., carbonyl and ether groups) on the acetate group as the adsorption sites. These sites displayed high Lewis acid-base interaction with the CO 2 molecules. The GCMC data indicated selective adsorption of CO 2 over N 2 and a CO 2 /N 2 binary gas mixture selectivity of 20 for a 10/90 CO 2 /N 2 feed. To the best of our knowledge, this is the first report on the experimental adsorption of CO 2 over acetate functionalized silica adsorbent coupled with an investigation of the adsorption sites through GCMC simulations.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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