عنوان پایان‌نامه
پیش بینی مقادیر ثابت هنری گاز کربن دی اکسید در محلول های یونی مختلف بر اساس روش QSPR
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی – فرآوری و انتقال گاز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1766.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76351
- تاریخ دفاع
- ۲۴ تیر ۱۳۹۴
- دانشجو
- دیاکو قصلانی
- استاد راهنما
- سیاوش ریاحی
- چکیده
- محلول¬های یونی، به صورت نمک¬های مذاب تشکیل شده از کاتیون¬های آلی و آنیون¬های آلی یا معدنی تعریف می¬شوند. در سال¬های اخیر، محلول¬های یونی به واسطه ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی چشمگیرشان نظیر: فشار بخار پایین، مایع بودن در گستره وسیعی از دما و ظرفیت حلالیت بالا برای ترکیبات قطبی و غیرقطبی در مقایسه با حلال¬های سنتی توجه زیادی را به خود جلب کرده¬اند. افزایش مقدار گازهای گلخانه¬ای و پدیده گرمایش جهانی به واسطه افزایش غلضت گاز کربن دی اکسید ناشی از سوختن سوخت¬های فسیلی و قابلیت بالای محلول¬های یونی در انحلال گاز کربن دی اکسید، موجب گسترش تحقیقات در این زمینه شده است. در این کار، با استفاده از روش رابطه کمی ساختار – ویژگی (QSPR) یک مدل خطی برای پیش¬بینی ثابت هنری انحلال گاز کربن دی اکسید در محلول¬های یونی در دمای 298 درجه کلوین ارائه شده است. داده¬های تجربی ثابت هنری برای 26 محلول یونی از خانواده¬های مختلف از مراجع جمع¬آوری شد و پس از بهینه¬سازی ساختار کاتیون و آنیون سازنده مایعات یونی، با استفاده از نرم-افزار DRAGON بالغ بر 1000 توصیف¬کننده برای آنها محاسبه گردید. الگوریتم ژنتیک برای انتخاب موثرترین توصبف¬کننده¬ها و روش تجزیه به مولفه¬های اصلی (PCA) برای تقسیم مجموعه داده¬ها به دو دسته آموزشی و آزمایشی به کار گرفته شد. یک مدل خطی با سه متغیر برای پیش¬بینی ثابت هنری انحلال گاز کربن دی اکسید در محلول¬های یونی در دمای ثابت ساخته شد. این مدل خطی با تکنیک-های ارزیابی متعددی آزمایش شده و نتایج آماری آن گواه اعتبار مدل است که به شرح زیر می¬باشد : مقدار مربع ضریب همبستگی(R2) 974/0 و ریشه میانگین مجذور خطا (RMSE) 195/0 است. عملکرد مدل برای یک مجموعه داده خارجی نیز ارزیابی گردید. در بخش پایانی، به کمک توصیف¬کننده¬های منتخب،ویژگی‌های ساختاری آنیون¬ها و کاتیون¬ها برای بهبود میزان جذب کربن دی اکسید مورد بررسی قرار گرفته است.
- Abstract
- Ionic Liquids (ILs) are defined as molten salts consisting of organic cations and organic/inorganic anions. In recent years, ILs have received increased attention due to their remarkable chemical and physical properties, such as large liquid-state temperature range, negligible vapor pressure and high solvating capacity for both polar and nonpolar compounds in comparison with traditional solvents. Increasing amount of greenhouse gases and global warming due to increased concentration of carbon dioxide gas from burning fossil fuels and high capacity of ionic liquids in the dissolution of carbon dioxide have spread the researches. A Quantitative Structure – Property Relationship (QSPR) study was carried out to model the Henry‘s constant of carbon dioxide gas in ionic liquids at 298 kelvin degree. Experimental data for 26 different ionic liquids was collected from literature and after optimization of anions and cations of ionic liquids, over 1000 descriptors was calculated for them by DRAGON. The most effective descriptors were selected by genetic algorithm and a Principal Component Analysis (PCA) was performed on the whole data to assist the separation of the data into representative training and test sets. A linear model with 3 descriptors was developed to predict Henry’s constant of carbon dioxide dissolution in ionic liquids. The model gave a high predictive correlation coefficient (R2) of 0.974 and a Root Mean Square of Error (RMSE) of 0.195. The built model was validated by one external test set. At the end, by the help of selected descriptors, the characteristics of anions and cations to improve the absorption of carbon dioxide is studied.
