Молекулярное моделирование взаимодействия кластера хромсодержащего полиакрилонитрила с газами-поллютантами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Оценена возможность адсорбции приоритетных газов-поллютантов (диоксида азота, метана, аммиака, оксида серы (II), сероводорода, озона, монооксида углерода, оксида углерода (II), хлора) на поверхности хромсодержащего пиролизованного полиакрилонитрила (пПАН). Построена модель кластера хромсодержащего пПАН (Cr–ПАН). Методом молекулярного моделирования в работе определены термодинамические показатели систем “кластер Cr–пПАН – молекула газа”, “кластер Cr–пПАН – молекула кислорода”, “кластер Cr–пПАН – молекула воды”, “кластер Cr–ПАН – молекула кислорода” – молекула газа, кластер Cr–пПАН – молекула воды – молекула газа и проведено их сравнение. Выявлены влияние молекулы воды на процесс адсорбции газов-поллютантов на поверхности кластера Cr–ПАН и отсутствие влияния молекулы кислорода, находящихся в непосредственной близости от кластеров. Установлено, что Cr–пПАН обладает свойством селективной адсорбции следующих газов: диоксида азота, хлора и аммиака. В рамках теории функционала плотности оценены силовые параметры структуры Cr–пПАН и подтверждено увеличение зоны контактной поверхности при внедрении в нее молекулы Cr2O3.

Об авторах

М. М. Авилова

Донской государственный технический университет

Email: olvp2808@rambler.ru
Россия, Ростов-на-Дону

Н. В. Золотарёва

Астраханский государственный университет

Email: olvp2808@rambler.ru
Россия, Астрахань

О. В. Попова

Донской государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: olvp2808@rambler.ru
Россия, Ростов-на-Дону

Список литературы

  1. Ke F., Zhang Q., Ji L. et al. // Compos. Commun. 2021. V. 27. 100817; https://doi.org/10.1016/j.coco.2021.100817
  2. Герасимов Г.Н., Громов В.Ф., Иким М.И., Трахтенберг Л.И. // Хим. физика. 2021. V. 40. № 11. P. 65; https://doi.org/10.31857/S0207401X21110030
  3. Боднева В.Л., Кожушнер М.А., Посвянский В.С., Трахтенберг Л.И. // Хим. физика. 2019. V. 38. № 1. P. 75; https://doi.org/10.1134/S0207401X19010060
  4. Wang W., Zheng Y., Jin X. et al. // Nano Energy. 2019. V. 56. P. 588; https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.11.082
  5. Efimov M.N., Sosenkin V.E., Volfkovich Yu.M. et al. // Electrochem. Commun. 2018. V. 96. P. 98; https://doi.org/10.1016/j.elecom.2018.10.016
  6. Imanian Z., Hormozi F., Torab-Mostaedi M., Asadollahzadeh M. // Sep. Purif. Technol. 2022. V. 289. 120749; https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120749
  7. Kozlov V.V., Karpacheva G.P., Petrov V.S., Lazovskaya E.V. // Polym. Sci., Ser. A. 2001. V. 43. P. 20.
  8. Laffont L., Monthioux M., Serin V. et al. // Carbon. 2004. V. 42. P. 2485; https://doi.org/10.1016/j.carbon.2004.04.043
  9. Yoshida H., Sato N. // Rus. J. Phys. Chem. A. 2006. V. 110. P. 4232; https://doi.org/10.1021/jp0546397
  10. Kozlov V.V., Kozhitov L.V., Kostishyn V.G. et al. // IOP Conf. Ser: Mater. Sci. Eng. 2009. V. 5. 012021; https://doi.org/10.1088/1757-899X/5/1/012021
  11. Merdrignac-Conanec O., Bernicot Y., Guyader J. // Sens. Actuators, B. 2000. V. 63. P. 86; https://doi.org/10.1016/S0925-4005(00)00302-6
  12. Ghorpade R.V., Cho D.W., Hong S.C. // Carbon. 2017. V. 121. P. 502; https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.06.015
  13. Kim Ye-Na, Park Eun-Young, Lee Deuk Yong // J. Korean Ceram. Soc. 2007. V. 44. P. 194; https://doi.org/10.4191/kcers.2007.44.4.194
  14. Ерёмин В.С., Бронштейн Л.М., Дьячкова В.П. и др. // Высокомолекуляр. соединения. А. 1993. Т. 35. № 4. С. 450.
  15. Солодовников С.П., Бронштейн Л.М., Логинова Т.П. и др. // Высокомолекуляр. соединения. Б. 1993. Т. 35. № 1. С. 26.
  16. Авилова М.М., Марьева Е.А., Попова О.В., Финоченко Т.А. // ЖФХ. 2020. Т. 94. № 6. С. 898; https://doi.org/10.31857/S0044453720060047
  17. Авилова М.М., Марьева Е.А., Попова О.В., Иванова Т.Г. // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2020. Т. 63. № 4. С. 49; https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206304.6008
  18. Авилова М.М., Петров В.В. // Хим. физика. 2018. Т. 37. № 4. С. 69; https://doi.org/10.7868/S0207401X18040088
  19. Авилова М.М., Петров В.В. // Хим. физика. 2017. Т. 36. № 7. С. 90; https://doi.org/10.7868/S0207401X17070020
  20. Avilova M.M., Petrov V.V. // Chemosensors. 2018. V. 6. № 3. P. 39; https://doi.org/10.3390/chemosensors6030039
  21. Gupta A.K., Paliwal D.K., Bajaj P. // J. Appl. Polym. Sci. 1995. V. 58. № 7. P. 1161; https://doi.org/10.1002/app.1995.070580710
  22. Surianarayanan M., Vijayaraghavan R., Raghavan K.V. // J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1998. V. 36. № 14. P. 2503; https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0518(199810)36: 14<2503::AID-POLA9>3.0.CO;2-T
  23. Allinger N.L. // J. Amer. Chem. Soc. 1977. V. 99. № 2). P. 8127; https://doi.org/10.1021/ja00467a001
  24. Stewart J.J.P. // J. Mol. Modeling. 2013. V. 19. № 1. P. 1; https://doi.org/10.1007/s00894-012-1667-x
  25. Klamt A., Schuurmann G. // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2. 1993. № 5. P. 799; https://doi.org/10.1039/P29930000799
  26. Pritchard B.P., Altarawy D., Didier B. et al. // J. Chem. Inf. Model. 2019. V. 59. № 11. P. 4814; https://doi.org/10.1021/acs.jcim.9b00725
  27. Anandan K., Rajendran V. // Mater. Lett. 2015. V. 146. P. 99; https://doi.org/10.1016/j.matlet.2015.02.014
  28. Baker J. // J. Comp. Chem. 1986. V. 7. № 4. P. 385; https://doi.org/10.1002/jcc.540070402
  29. Пономарев Д.А. Дис. … канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург: Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, 2018.
  30. MOPAC2016 / James J.P. Stewart, Stewart Computational Chemistry/ Colorado Springs, CO, USA, 2016; http://openmopac.net/
  31. Ito S., Fedorov D.G., Okamoto Y., Irle S. // Comput. Phys. Commun. 2018. V. 228. P. 152; https://doi.org/10.1016/j.cpc.2018.01.014
  32. Abdullah M.M., Rajab F.M., Al-Abbas S.M. // AIP Advances. 2014. V. 4. 027121; https://doi.org/10.1063/1.4867012
  33. Skjelbred K.M., Astrand Per-Olof et al. // AIP Conference Proceedings. 2015. V. 1702. 090061; https://doi.org/10.1063/1.4938869

Дополнительные файлы


© М.М. Авилова, Н.В. Золотарёва, О.В. Попова, 2023