1. Repository of OAI
  2. ΑΠΟΘΕΤΗΡΙΟ "ΟΛΥΜΠΙΑΣ"
  3. Πολυτεχνική Σχολή
  4. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
  5. Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΜΕΥ
Ελληνικά   English  
Please use this identifier to cite or link to this item: https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38762
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.authorΗλιόπουλος, Δημήτριος Η.el
dc.contributor.authorIliopoulos, Dimitris I.en
dc.date.accessioned2025-02-14T10:54:56Z-
dc.date.available2025-02-14T10:54:56Z-
dc.identifier.urihttps://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38762-
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 United States*
dc.subjectΜέταλλο-οργανικά δίκτυαel
dc.subjectΜοριακή προσομοίωσηel
dc.subjectΡόφηση υδρογονανθράκωνel
dc.subjectΔιάχυση υδρογονανθράκωνel
dc.subjectΠυκνότητα ρόφησηςel
dc.subjectΜοριακή δυναμικήel
dc.subjectΙσόθερμος ρόφησηςel
dc.subjectΣυντελεστής αυτοδιάχυσηςel
dc.subjectMetal-organic frameworksen
dc.subjectMOFsen
dc.subjectMolecular simulationen
dc.subjectHydrocarbon sorptionen
dc.subjectHydrocarbon diffusionen
dc.subjectDensity of sorptionen
dc.subjectSiting preferncesen
dc.subjectMolecular dynamicsen
dc.subjectMDen
dc.subjectGrand canonical Monte Carlo simulationen
dc.subjectGCMCen
dc.subjectSorption isothermen
dc.subjectSelf-diffusivity coefficienten
dc.subjectΠροσομοίωση Monte Carloel
dc.subjectΘέσεις εντοπισμού ρόφησηςel
dc.subjectΔιαχωρισμός αερίωνel
dc.subjectΜίγματα αλκανίων-αλκενίωνel
dc.subjectGas separationen
dc.subjectAlkane-alkene mixturesen
dc.titleΜοντελοποίηση της ρόφησης και της διάχυσης υδρογονανθράκων μικρού μοριακού βάρους και των μιγμάτων τους σε μέταλλο-οργανικά πορώδη υλικά με τη χρήση μοριακών προσομοιώσεωνel
dc.titleModeling sorption and diffusion of small molecular weight hydrocarbons and their mixtures in metal-organic porous materials using molecular simulationsen
dc.typemasterThesisen
heal.typemasterThesis-
heal.type.enMaster thesisen
heal.type.elΜεταπτυχιακή εργασίαel
heal.classificationΜοριακή μοντελοποίηση-
heal.classificationMolecular modeling-
heal.dateAvailable2025-02-14T10:55:57Z-
heal.languageel-
heal.accessfree-
heal.recordProviderΠανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικώνel
heal.recordProviderUniversity of Ioannina. School of Engineering. Department of Materials Science and Engineeringen
heal.publicationDate2024-12-
heal.abstractΗ ανάγκη για νέα υλικά με πορώδη λειτουργικότητα αποτελεί εξέχον ερευνητικό θέμα τις τελευταίες δεκαετίες, ωθώντας καινοτομίες στους τομείς της ενέργειας, του περιβάλλοντος, της ιατρικής, της βιομηχανίας τροφίμων, της γεωργίας καθώς και των προηγμένων τεχνολογιών. Συμβατικά πορώδη υλικά όπως ενεργοί άνθρακες και ζεόλιθοι, ενώ παραμένουν αναντικατάστατα σε πολυάριθμες εφαρμογές λόγω προσιτού κόστους, ευελιξίας και σταθερότητας, υστερούν ως προς τη δυνατότητα χημικού συντονισμού, γεωμετρικής τροποποίησης και επαναχρησιμοποίησης, και κατά συνέπεια περιορίζουν την ανάπτυξη αναδυόμενων τεχνολογιών. Τα μέταλλο-οργανικά δίκτυα (metal-organic frameworks ή MOFs) είναι μια ομάδα συνθετικών πορωδών, αποτελούμενων από οργανικά μόρια και ανόργανα ιόντα μετάλλων, η οποία συμπληρώνει τις ελλείψεις των προηγούμενων υλικών. Τα πλεονεκτήματά τους βασίζονται στο σχηματισμό μιας πορώδους δομής μέσω θεμελιωδών δομικών στοιχείων, ενθαρρύνοντας γεωμετρικές τροποποιήσεις πριν και μετά τη σύνθεση του κρυσταλλικού τους δικτύου. Κατά συνέπεια, τα MOFs έχουν ερευνηθεί εκτενώς από την επιστημονική κοινότητα. Μεταξύ των πολυάριθμων συντεθειμένων μέταλλο-οργανικών δομών, τα μεσοπορώδη δίκτυα NIIC-20 αποτελούν το αντικείμενο έρευνας της παρούσης μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας. Πρόκειται για μια ομάδα πέντε διαφορετικών υλικών, συντεθειμένων το 2020, τα οποία εμφανίζουν ελκυστικές ιδιότητες αποθήκευσης αερίων και μια αξιοσημείωτη επιλεκτικότητα για κορεσμένους έναντι ακόρεστων υδρογονανθράκων. Σκοπός της παρούσης έρευνας είναι η μελέτη της ικανότητας ρόφησης και διάχυσης διαφόρων υδρογονανθράκων μικρού μοριακού βάρους για τη δομή NIIC-20-Bu. Πρόκειται για έναν μεσοπορώδη κρύσταλλο πρωτότυπης τοπολογίας που χαρακτηρίζεται από μεγάλους νανοπόρους με ποικιλόμορφα ανοίγματα δωδεκαγωνικής, τετραγωνικής και τραπεζοειδούς μορφής, διασυνδεόμενους από μικρότερα διασταυρούμενα κανάλια. Για τη μελέτη της ροφητικής διεργασίας και της επιλεκτικότητας του NIIC-20-Bu, πραγματοποιήθηκαν στοχαστικές προσομοιώσεις Monte Carlo στο μεγαλοκανονικό στατιστικό σύνολο (Grand Canonical Monte Carlo ή GCMC) μέσω των οποίων υπολογίστηκαν ισόθερμοι ρόφησης καθαρών αλκανίων, αλκενίων και μιγμάτων τους. Προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής στο κανονικό στατιστικό σύνολο (NVT-MD) εφαρμόστηκαν για την κατανόηση της διάχυσης, μέσω υπολογισμού των συντελεστών αυτοδιάχυσης και ενεργειών ενεργοποίησης των προαναφερόμενων συστατικών. Επιπλέον, υπολογίστηκαν οι πυκνότητες ρόφησης που καταδεικνύουν τα χωρία προτίμησης των υδρογονανθράκων υπό μελέτη εντός του μεσοπορώδους μέταλλο-οργανικού κρυστάλλου. Οι δυο τύποι μοριακών προσομοιώσεων πραγματοποιήθηκαν σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών και πιέσεων.el
heal.abstractThe need for new materials with porous functionality has been a prominent research topic in recent decades, driving innovation in energy, environmental science, medicine, the food industry, agriculture, and advanced technologies. Conventional porous materials, such as activated carbons and zeolites, while indispensable in numerous applications due to their affordability, versatility and stability, fall short in terms of chemical tunability, geometric modification and reusability, thereby limiting the development of emerging technologies. Metal-organic frameworks (MOFs) are a class of synthetic porous materials composed of organic molecules and inorganic metal ions that address the shortcomings of traditional materials. Their advantages lie in their ability to form a porous structure through fundamental building blocks, enabling geometric modifications both before and after the synthesis of their crystalline network. As a result, MOFs have been extensively studied by the scientific community. Among the many synthesized metal-organic frameworks, the mesoporous networks NIIC-20 are the focus of this master’s thesis. This group of five distinct materials, synthesized in 2020, exhibits attractive gas storage properties and remarkable selectivity for saturated over unsaturated hydrocarbons. The objective of the present research is to study the adsorption and diffusion properties of various low-molecular weight hydrocarbons within the NIIC-20-Bu structure. This structure is a mesoporous crustal with a unique topology, characterized by large nanopores with diverse openings in dodecagonal, square and trapezoidal shapes, interconnected by smaller intersecting channels. To investigate the adsorption processes and selectivity of NIIC-20-Bu, stochastic Monte Carlo simulations in the grand canonical ensemble (Grand Canonical Monte Carlo or GCMC) were conducted, yielding adsorption isotherms for pure alkanes, alkenes and their mixtures. Molecular dynamics simulations in the canonical ensemble (NVT-MD) were applied to understand diffusion behavior, through the calculation of self-diffusion coefficients and activation energies for the aforementioned components. In addition, the adsorption densities or the sorption domains of the studied hydrocarbon sorbates were computed. Both types of molecular simulations were performed over a wide range of temperatures and pressures.en
heal.advisorNameΓεργίδης, Λεωνίδας Ν.el
heal.committeeMemberNameΠαϊπέτης, Αλκιβιάδηςel
heal.committeeMemberNameΜπάρκουλα, Νεκταρία-Μαριάνθηel
heal.academicPublisherΠανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικώνel
heal.academicPublisherIDuoi-
heal.numberOfPages104 σ.el
heal.fullTextAvailabilitytrue-
Appears in Collections:Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΜΕΥ

Show simple item record
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Δ.Ε. ΗΛΙΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ (2024).pdfΜεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία5 MBAdobe PDFView/Open
Show simple item record  


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.