Grand Canonical Monte Carlo Modeling of Anesthetic Xe Separation from Exhale Gas Mixtures Using Metal Organic Frameworks

Authors : Yeliz GURDAL

Pages : 1705-1714

Doi:10.18185/erzifbed.653429

View : 11 | Download : 10

Publication Date : 2019-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Xe'nin anestezi uygulamalarında kullanılabileceği literatürdeki çalışmalarda gösterilmiştir. Fakat, yüksek maaliyeti Xe’nin klinik uygulamalarda kullanımını engellemektedir. Buna çözüm üretebilecek bir yaklaşım olarak, Xe’nin  solunum yoluyla verilen anestezik gaz karışımından geri kazanılması ve  solunan gaz akımına geri beslenmesi önerilmiştir. Anestetik Xe'nin geri kazanılması için birçok membran ve/veya adsorban önerilmiş olsa da, anestezik Xe’nin metal organik kafes yapılar (MOF) kullanılarak geri kazanılması yeni çalışılmaya başlanan bir konudur. MOF'ların gaz ayırma uygulamalarında kullanılmalarına olanak veren özellikleri ayarlanabilir gözenek boyutlarına, geniş yüzey alanlarına ve yüksek gözenekli yapıya sahip olmalarıdır. Literatürde MOF’ların anestezik Xe gazını geri kazanım  performansları hakkında sınırlı sayıda çalışma vardır. Çalışmamızda  CECYOY, SUDBOI, and ZUQPOQ isimli MOF’ların tek bileşenli ve ikili  CO 2 , Xe ve N 2  karışımlarını adsorpsiyon bazlı ayırma performansları incelenmiştir. Gazların tekli ve karışım halindeki  adsorpsiyon izotermleri ve adsorpsiyon seçicilikleri her bir MOF için Grand Canonical Monte Carlo simülasyonları kullanılarak hesaplanmıştır. Sonuçlar, MOF'larda CO 2 /Xe karışımı için CO 2 adsorpsiyonunun tercih edildiğini, Xe adsorpsiyonunun ise Xe/N 2 karışımı durumunda tercih edildiğini göstermiştir. SUDBOI, CO 2 /Xe karışımı için yüksek CO 2 adsorpsiyon seçiciliği gösterirken, ZUQPOQ, Xe/N 2 karışımı için en yüksek Xe adsorpsiyon seçiciliğine sahiptir.
Keywords : Grand Canonical Monte Carlo Simülasyonu, metal oraganik kafes yapılar, gaz ayırma