Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations
Adsorption and separation properties of gyroidal nanoporous carbons (GNCs) - a new class of exotic nanocarbon materials are studied for the first time using hyper parallel tempering Monte Carlo Simulation technique. Porous structure of GNC models is evaluated by the method proposed by Bhattacharya a...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Condensed Matter Physics |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2016
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155790 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations / S. Furmaniak, P.A. Gauden, A.P. Terzyk, P. Kowalczyk // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 1. — С. 13003: 1–14. — Бібліогр.: 98 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155790 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Furmaniak, S. Gauden, P.A. Terzyk, A.P. Kowalczyk, P. 2019-06-17T12:32:34Z 2019-06-17T12:32:34Z 2016 Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations / S. Furmaniak, P.A. Gauden, A.P. Terzyk, P. Kowalczyk // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 1. — С. 13003: 1–14. — Бібліогр.: 98 назв. — англ. 1607-324X DOI:10.5488/CMP.19.13003 arXiv:1603.02161 PACS: 05.10.Ln, 05.70.-a, 51.10.+y, 51.30.+i, 64.75.+g https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155790 Adsorption and separation properties of gyroidal nanoporous carbons (GNCs) - a new class of exotic nanocarbon materials are studied for the first time using hyper parallel tempering Monte Carlo Simulation technique. Porous structure of GNC models is evaluated by the method proposed by Bhattacharya and Gubbins. All the studied structures are strictly microporous. Next, mechanisms of Ar adsorption are described basing on the analysis of adsorption isotherms, enthalpy plots, the values of Henry’s constants, αs and adsorption potential distribution plots. It is concluded that below pore diameters ca. 0.8 nm, primary micropore filling process dominates. For structures possessing larger micropores, primary and secondary micropore filling mechanism is observed. Finally, the separation properties of GNC toward CO₂/CH₄, CO₂/N₂, and CH₄/N₂ mixtures are discussed and compared with separation properties of Virtual Porous Carbon models. GNCs may be considered as potential adsorbents for gas mixture separation, having separation efficiency similar or even higher than activated carbons with similar diameters of pores. Адсорбцiя i особливостi роздiлення у гiроїдних нанопористих вуглецях (GNC), новому класi екзотичних нановуглецевих матерiалiв, вперше дослiджено, використовуючи метод моделювання Монте Карло з гiперпаралельним темперуванням. Пориста структура GNC моделей оцiнюється методом, запропонованим Бхатачарiя i Губiнсом. Всi дослiдженi структури є строго мiкропористi. Крiм того, механiзми адсорбцiї Ar описуються на основi аналiзу iзотерм адсорбцiї, кривих ентальпiї, значень сталих Генрi, αs та кривих розподiлу потенцiалу адсорбцiї. Зроблено висновок, що при дiаметрах пор близьких або менших за 0.8 nm домiнує процес заповнення первинних мiкропор. Для структур, що мають бiльшi мiкропори, спостерiгається механiзм заповнення первинних та вторинних мiкропор. Нарештi, описано властивостi роздiлення CO₂/CH₄, CO₂/N₂, і CH₄/N₂ сумiшей у GNC i виконано порiвняння з властивостями роздiлення моделей Вiртуального Пористого Вуглецю. Гiроїднi пористi вуглецi можна розглядати як потенцiйнi адсорбенти для роздiлення газових сумiшей, якi володiють аналогiчною або навiть вищою ефективнiстю роздiлення, нiж активований вуглець з подiбним дiаметром пор. This paper is dedicated to Prof. Stefan Sokołowski on the occasion of his 65th birthday. The authors acknowledge the use of the computer cluster at Poznań Supercomputing and Networking Centre (Poznań, Poland) as well as the Information and Communication Technology Centre of the Nicolaus Copernicus University (Toruń, Poland). en Інститут фізики конденсованих систем НАН України Condensed Matter Physics Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations Гiроїднi нанопористi вуглецi — адсорбцiя i особливостi роздiлення, дослiдженi з використанням комп’ютерного моделювання Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations |
| spellingShingle |
Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations Furmaniak, S. Gauden, P.A. Terzyk, A.P. Kowalczyk, P. |
| title_short |
Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations |
| title_full |
Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations |
| title_fullStr |
Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations |
| title_full_unstemmed |
Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations |
| title_sort |
gyroidal nanoporous carbons - adsorption and separation properties explored using computer simulations |
| author |
Furmaniak, S. Gauden, P.A. Terzyk, A.P. Kowalczyk, P. |
| author_facet |
Furmaniak, S. Gauden, P.A. Terzyk, A.P. Kowalczyk, P. |
| publishDate |
2016 |
| language |
English |
| container_title |
Condensed Matter Physics |
| publisher |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Гiроїднi нанопористi вуглецi — адсорбцiя i особливостi роздiлення, дослiдженi з використанням комп’ютерного моделювання |
| description |
Adsorption and separation properties of gyroidal nanoporous carbons (GNCs) - a new class of exotic nanocarbon materials are studied for the first time using hyper parallel tempering Monte Carlo Simulation technique. Porous structure of GNC models is evaluated by the method proposed by Bhattacharya and Gubbins. All the studied structures are strictly microporous. Next, mechanisms of Ar adsorption are described basing on the analysis of adsorption isotherms, enthalpy plots, the values of Henry’s constants, αs and adsorption potential distribution plots. It is concluded that below pore diameters ca. 0.8 nm, primary micropore filling process dominates. For structures possessing larger micropores, primary and secondary micropore filling mechanism is observed. Finally, the separation properties of GNC toward CO₂/CH₄, CO₂/N₂, and CH₄/N₂ mixtures are discussed and compared with separation properties of Virtual Porous Carbon models. GNCs may be considered as potential adsorbents for gas mixture separation, having separation efficiency similar or even higher than activated carbons with similar diameters of pores.
Адсорбцiя i особливостi роздiлення у гiроїдних нанопористих вуглецях (GNC), новому класi екзотичних
нановуглецевих матерiалiв, вперше дослiджено, використовуючи метод моделювання Монте Карло з гiперпаралельним темперуванням. Пориста структура GNC моделей оцiнюється методом, запропонованим Бхатачарiя i Губiнсом. Всi дослiдженi структури є строго мiкропористi. Крiм того, механiзми адсорбцiї
Ar описуються на основi аналiзу iзотерм адсорбцiї, кривих ентальпiї, значень сталих Генрi, αs та кривих розподiлу потенцiалу адсорбцiї. Зроблено висновок, що при дiаметрах пор близьких або менших
за 0.8 nm домiнує процес заповнення первинних мiкропор. Для структур, що мають бiльшi мiкропори,
спостерiгається механiзм заповнення первинних та вторинних мiкропор. Нарештi, описано властивостi
роздiлення CO₂/CH₄, CO₂/N₂, і CH₄/N₂ сумiшей у GNC i виконано порiвняння з властивостями роздiлення
моделей Вiртуального Пористого Вуглецю. Гiроїднi пористi вуглецi можна розглядати як потенцiйнi адсорбенти для роздiлення газових сумiшей, якi володiють аналогiчною або навiть вищою ефективнiстю
роздiлення, нiж активований вуглець з подiбним дiаметром пор.
|
| issn |
1607-324X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155790 |
| citation_txt |
Gyroidal nanoporous carbons - Adsorption and separation properties explored using computer simulations / S. Furmaniak, P.A. Gauden, A.P. Terzyk, P. Kowalczyk // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 1. — С. 13003: 1–14. — Бібліогр.: 98 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT furmaniaks gyroidalnanoporouscarbonsadsorptionandseparationpropertiesexploredusingcomputersimulations AT gaudenpa gyroidalnanoporouscarbonsadsorptionandseparationpropertiesexploredusingcomputersimulations AT terzykap gyroidalnanoporouscarbonsadsorptionandseparationpropertiesexploredusingcomputersimulations AT kowalczykp gyroidalnanoporouscarbonsadsorptionandseparationpropertiesexploredusingcomputersimulations AT furmaniaks giroídninanoporistivugleciadsorbciâiosoblivostirozdilennâdoslidženizvikoristannâmkompûternogomodelûvannâ AT gaudenpa giroídninanoporistivugleciadsorbciâiosoblivostirozdilennâdoslidženizvikoristannâmkompûternogomodelûvannâ AT terzykap giroídninanoporistivugleciadsorbciâiosoblivostirozdilennâdoslidženizvikoristannâmkompûternogomodelûvannâ AT kowalczykp giroídninanoporistivugleciadsorbciâiosoblivostirozdilennâdoslidženizvikoristannâmkompûternogomodelûvannâ |
| first_indexed |
2025-11-29T01:51:59Z |
| last_indexed |
2025-11-29T01:51:59Z |
| _version_ |
1850854467725950976 |