شماره ركورد
34323
پديد آورنده
ليلي والي
عنوان
بررسي جذب و جداسازي مخلوط كربن دي اكسيد(CO2) و نيتروژن(N2) بر پايه جاذب چارچوبهاي فلزي-آلي مبتني بر اتم زيركونيوم(Zr-MOFs) با استفاده از يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي / شيمي فيزيك
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/09/29
استاد راهنما
سيد مجيد هاشميان زاده
استاد مشاور
وحيد صفري فرد
دانشكده
شيمي
چكيده
افزايش غلظت گاز كربن دي اكسيد (CO₂) عامل اصلي گرمايش جهاني و يكي از مهتمرين چالش هاي زيست محيطي قرن حاظر است در نتيجه كاهش انتشار و افزايش جذب موثر اين گاز جزاولويت پژوهش هاي تحقيقاتي است. يكي از روش هاي كارآمد براي كنترل انتشار گاز كربن دي اكسيد (CO₂) ذخيره و جداسازي آن از محصولات احتراق مانند گاز نيتروژن (N2) و متان (CH4) است . در سالهاي اخير، چارچوبهاي فلزي–آلي (MOFs) به دليل دارا بودن سطح ويژه بالا و قابليت تنظيم ساختاري و شيميايي، به گزينهاي مناسب براي جذب و جداسازي گازهاي گلخانهاي تبديل شدهاند. در ميان آنها، ساختارهاي مبتني بر زيركونيوم (Zr-MOFs) به دليل پايداري حرارتي و شيميايي و جذب بالاي گاز بالا مورد توجه ويژه قرار گرفتهاند.
در اين پژوهش، جذب و جداسازي مخلوط CO₂/N₂ در Zr-MOFs با استفاده از الگوريتمهاي يادگيري ماشين (Machine Learning) مورد بررسي قرار گرفته است. دادههاي ساختاري و ترموديناميكي از پايگاه دادهي ARC-MOF استخراج و پس از پيشپردازش شامل حذف مقادير پرت، نرمالسازي با روشهاي و مقياسگذاري ، براي آموزش مدلها آمادهسازي شدند.
نتايج اين تحقيق بيانگر آن است كه تركيب روشهاي شبيهسازي مولكولي و يادگيري ماشين ميتواند درك عميقتري از رابطه بين ساختار و عملكرد چارچوبهاي فلزي-آلي (MOFs)فراهم كند و مسير هدفمند براي طراحي مواد جاذب جديد را براي جداسازي گازها هموار سازد
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/16
عنوان به انگليسي
A Machine-Learning Approach to the Adsorption and Separation of CO₂/N₂ Gas Mixtures in Zirconium-Based Metal–Organic Frameworks (Zr-MOFs)
تاريخ بهره برداري
12/20/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ليلي والي
چكيده به لاتين
The increasing atmospheric concentration of carbon dioxide (CO₂) is the main driver of global warming and one of the most critical environmental challenges of the 21st century. Consequently, reducing CO₂ emissions and enhancing its efficient capture have become key priorities in contemporary research. Among the various mitigation strategies, adsorption‐based storage and separation of CO₂ from post-combustion gas streams such as nitrogen (N₂) and methane (CH₄) is considered a particularly effective approach. In recent years, metal–organic frameworks (MOFs) have emerged as highly promising candidates for greenhouse-gas capture due to their exceptionally high surface area and tunable structural and chemical properties. Within this family, zirconium-based MOFs (Zr-MOFs) have attracted special attention because of their outstanding thermal and chemical stability combined with high gas uptake capacity.
In this study, the adsorption and separation of CO₂/N₂ mixtures in Zr-MOFs are investigated using machine learning algorithms. Structural and thermodynamic data are extracted from the ARC-MOF database and, after a systematic preprocessing pipeline including outlier removal, normalization, and feature scaling, are used to train predictive models. The results indicate that the combination of molecular simulation methods and machine learning provides a deeper understanding of the relationship between structure and performance in MOFs and paves the way for the rational design of new adsorbent materials for efficient gas separation.
كليدواژه هاي فارسي
جداسازي CO₂/N₂ , يادگيري ماشين , جذب CO₂ ، , چارچوبهاي فلزي-آلي
كليدواژه هاي لاتين
: Metal–organic frameworks (MOFs) , Zr-MOFs , CO₂/N₂ separation , CO₂ adsorption , machine learning
Author
Leyli Vali
SuperVisor
Dr. Seyed Majid Hashemianzadeh