Karbon tabanlı tek-tabaka filtre kullanarak suyun tuzdan arındırılmasının yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesi
Investigation of water desalination using carbon-based monolayer filter with density functional theory
- Tez No: 826890
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH ERSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
: Bu tez çalışmasında gözenekli yapıya sahip karbon tabanlı 2D Kagome grafen malzemesinin suyun tuzdan arındırılması için uygun filtre olup olmadığı kuantum mekaniğine dayalı yoğunluk fonksiyoneli teorisi (YFT) yardımıyla araştırılmıştır. Literatürde bulunan çalışmalar, klasik moleküler dinamik hesaplama yöntemlerini kullanarak zaman içerisinde gözenekli yapıdan geçen su molekülü sayısını belirlemeye, basınç, sıcaklık gibi dış etkenlerin bu sayıya olan etkisini araştırmaya yöneliktir. Bu tez çalışmasında sadece YFT hesaplamaları kullanılarak, H2O molekülü, Na ve Cl atomlarının gözenekli yapı içerisinden difüz etmesi için gerekli olan bariyer enerjisi nudged elastic band (neb) yöntemi ile hesaplanmıştır. Sonuçlar, H2O molekülü için 1,10 eV iken bu değer Na atomu için 2,96 eV ve Cl atomu için 2,36 eV'tur. Böylece, literatüre suyu tuzdan ayırmada kullanılabilecek olan ve ileri çalışmaların yapılması için yeni iki boyutlu filtre malzemesi kazandırılmıştır. Ayrıca, H2O molekülü, Na ve Cl atomlarının karbon tabanlı 2D malzemelerine farklı tutunma bölgeleri üzerinden tutunma enerjileri hesaplanmış ve tercih edilen tutunma bölgesi belirlendikten sonra malzemedeki elektronik bant yapısı değişimi belirlenmiştir. Bu tez çalışmasında hedeflenen sonuçlara ulaşılarak literatüre yeni iki boyutlu, karbon tabanlı ve suyu tuzdan ayırmada kullanılabilecek nano filtreler kazandırılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, it was investigated whether the carbon-based 2D Kagome graphene material with a porous structure is a suitable filter for water desalination with the help of density functional theory (DFT) based on quantum mechanics. Studies in the literature are aimed at determining the number of water molecules passing through the porous structure over time by using classical molecular dynamics calculation methods, and investigating the effect of external factors such as pressure and temperature on this number. In this thesis, the barrier energy required for the diffusion of H2O molecule, Na and Cl atoms through the porous structure was calculated using the nudged elastic band (neb) method, using only YFT calculations. The results are 1.10 eV for the H2O molecule, while this value is 2.96 eV for the Na atom and 2.36 eV for the Cl atom. Thus, a new two-dimensional filter material, which can be used in separating water from salt and for further studies, has been introduced to the literature. In addition, the adsorption energies of H2O molecule, Na and Cl atoms to carbon-based 2D materials were calculated over different adsorption sites, and the changing of electronic band structure in the material was determined after the preferred adsorption site was determined. By reaching the targeted results in this thesis, new two-dimensional, carbon-based nano-filters that can be used to desalinate water from salt have been introduced to the literature.
Benzer Tezler
- The investigation of the assignment of a primary path on the implementation of a feedforward active noise control system
İleri beslemeli bir aktif gürültü kontrolü sisteminin uygulanabilirliğinde birincil patika tayininin incelenmesi
KADİR KAAN AYTUĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER MURAT KOÇ
- Titanat nanotüplerin nükleer atık yönetiminde kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of utilization of titanate nanotubes in nuclear waste management
SİBEL KASAP
Doktora
Türkçe
2011
KimyaEge ÜniversitesiNükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN TEL
PROF. DR. SABRİYE PİŞKİN
- High temperature wear performance of alloyed and carbide reinforced stellite 12 coatings
Alaşımlandırılmış ve karbür takviyeli stellite 12 kaplamaların yüksek sıcaklıkta aşınma davranışı
AMIR MOTALLEBZADEH
Doktora
İngilizce
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Graphene based materials obtained from graphite and polyacrylonitrile based carbon fiber for energy storage and conversion systems
Enerji depolama ve dönüşüm sistemleri için grafit ve poliakrilonitril esaslı karbon fiberden grafen tabanlı malzemelerin üretilmesi
MEHMET GİRAY ERSÖZOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN
- Nanokarbon elektrot ve polimer jel elektrolit tabanlı süperkapasitörler
Supercapacitors based on nanocarbon electrode and polymer jel electrolyte
ŞİRİN SIYAHJANI GÜLTEKİN