شبیه‎سازی دینامیک مولکولی تصفیه آب با نیروی رانش گرمایی و غشا متشکل از نانولوله‎های کربنی

اختلاف دما دو طرف یک غشا که در یک طرف آب ناخالص و در طرف دیگر آب خالص وجود دارد، می تواند به تصفیه آب منجر شود. عدم تقارن انرژی جنبشی مولکولی در دو سمت غشاء باعث رانش آب خالص از سمت گرم به سرد می شود. در پژوهش حاضر یک سیستم تصفیه غشائی مبتنی بر اختلاف دما میان منابع آب که دارای نانولوله های کربنی بود با روش شبیه سازی دینامیک مولکولی موردبررسی قرارگرفت. تاثیر عوامل مختلف بر میزان عبور آب و دفع نمک بررسی شد. نتایج شبیه سازی ها امکان پذیری استفاده از نیروی رانش گرمایی جهت تصفیه آب با غشاء­های دارای نانولوله­های کربنی را تائید ­کرد. نتایج نشان داد که با افزایش دمای منبع گرم مقدار عبور آب و سرعت تصفیه افزایش می­یابد. طوری که افزایش اختلاف دمای میان منابع از ۱۵ به K ۶۰ باعث افزایش ۳۰% تصفیه آب شد. درعین حال احتمال عبور ناخالصی ها از نانولوله نیز زیاد شد. همچنین افزایش غلظت ناخالصی باعث کاهش سرعت فرایند تصفیه می شود. افزایش قطر نانولوله تا nm ۰۱۵/۰ موجب افزایش سرعت تصفیه آب شد. در نانولوله هایی با قطر کمتر از nm ۰۱۵/۰، ۱۰۰% ناخالصی ها دفع می شوند. از میان نانولوله های بررسی شده، بهترین عملکرد برای نانولوله کربنی از نوع آرمچیر به دست آمد.

کلیدواژه ها:

اختلاف دما ، تصفیه آب ، شبیه سازی دینامیک مولکولی ، نانولوله کربنی