계산 모델에 따른 아민 수용액에서의 이산화탄소 흡수 반응 메커니즘 차이 연구 = A Study on Difference in the reaction mechanism of CO<sub>2</sub> absorption in amine solvent according to the computational model
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2022
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-주제어
KDC
000
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학술저널
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121-138(18쪽)
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본 연구에서는 이산화탄소가 아민 수용액에 흡수되는 반응의 계산 모델을 반응물과 반응 위치에 따라 네 가지로 설계하여 계산화학적으로 분석하고, 계산 모델에 따른 반응 메커니즘의 차이를 확인하였다. 모델 설계에서 반응물은 이산화탄소와 모노에탄올아민(MEA)에 물 분자를 추가로 넣거나 넣지 않았고, 반응 위치는 MEA 분자의 아미노기와 하이드록시기로 달리하였다. 모델에 따른 메커니즘의 차이를 분석하기 위해 최적의 구조와 진동수, 에너지를 밀도범함수이론(DFT)을 이용하여 계산하고 분자구조와 활성화에너지를 비교하였다. 반응물인 이산화탄소와 MEA에 물분자를 추가로 넣어준 메커니즘과 MEA의 하이드록시기보다는 아민기에 이산화탄소가 결합하여 흡수되는 메커니즘이 에너지적으로 더 선호된다는 것을 알 수 있다.
더보기In this study, difference in the reaction mechanism of CO<sub>2</sub> absorption in amine solvent according to the computational model was investigated by theoretical analysis. The reactants were CO<sub>2</sub> and monoethanolamine (MEA), and the reactions were designed with or without additional water molecule. The amino and hydroxyl part of MEA molecule were considered as the active site. The optimized geometry, frequency and energy were calculated by density functional theory (DFT) to analyze the effect of computational model. The added water molecule to the reactants (CO<sub>2</sub> and MEA) lowered the activation energy of the reaction and amino part of MEA would be more efficient as a active site for CO<sub>2</sub> absorption than the hydroxyl part.
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