فهیمه پرویزیان

زمینه و هدف: جذب مؤثر گازهای سمی و خورنده‌ای همچون هیدروژن سولفید (H₂S) با استفاده از جاذب‌های پیشرفته، از چالش‌های مهم زیست‌محیطی و صنعتی محسوب می‌شود. چارچوب‌های فلزی–آلی (MOFs) به‌ویژه ZIF-8، به‌دلیل ویژگی‌هایی نظیر سطح ویژه بالا، پایداری حرارتی و قابلیت اصلاح ساختاری، گزینه‌ای مطلوب برای این منظور هستند. هدف از این پژوهش، بررسی اثر درون‌نشانی تری‌اتیلن‌تترا‌آمین (TETA) در ساختار ZIF-8 بر عملکرد آن در جذب گاز H₂S است. روش کار: برای ارزیابی ساختاری جاذب‌های سنتز شده، از روش‌های جذب-واجذب نیتروژن (BET)، آنالیز گرماوزنی (TGA)، طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده شد. عملکرد جذب گاز H₂S در نمونه‌ها تحت فشارها و دماهای مختلف بررسی گردید. همچنین، به‌منظور تحلیل ایزوترم‌های جذب، از شبیه‌سازی مونت‌کارلو (MC) بهره گرفته شد و برای بررسی رفتار نفوذی گاز، از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) استفاده گردید. یافته‌ها: نتایج تجربی نشان داد که در فشارهای پایین‌تر از 1.5 بار، جاذب ZIF-8 اصلاح‌شده با TETA ظرفیت جذب بالاتری نسبت به ZIF-8 خالص دارد. اما در فشارهای بالاتر، ZIF-8 خالص عملکرد جذب بهتری از خود نشان داد. داده‌های شبیه‌سازی مونت‌کارلو با نتایج تجربی مطابقت خوبی داشتند. همچنین، نتایج شبیه‌سازی دینامیک مولکولی بیانگر آن بود که درون‌نشانی TETA منجر به کاهش ضریب نفوذ H₂S در ساختار جاذب شده است، که حاکی از تقویت برهم‌کنش گاز با چارچوب متخلخل است. نتیجه‌گیری: درون‌نشانی تری‌اتیلن‌تترا‌آمین در ساختار ZIF-8، سبب تغییراتی در رفتار جذب و نفوذ گاز هیدروژن سولفید می‌شود. یافته‌ها نشان می‌دهد که این اصلاح ساختاری، در شرایط خاص می‌تواند عملکرد جذب را بهبود بخشد یا بر رفتار نفوذ مؤثر باشد. رویکرد تلفیقی این پژوهش، با ترکیب روش‌های تجربی و محاسباتی، بینشی جامع در زمینه طراحی جاذب‌های پیشرفته برای کاربردهای زیست‌محیطی ارائه می‌دهد.