عنوان پایان‌نامه
جذب سطحی دی اکسید کربن با جاذب غربال مولکولی کربنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1389.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61278
- تاریخ دفاع
- ۰۸ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- مهدیه قدیری صوفی
- استاد راهنما
- سید حامد موسوی
- چکیده
- در این پژوهش جاذب غربال مولکولی کربنی از پیش ماده پوست پسته که به وفور یافت می‌شود، در سه دمای650 ، 750 وC ° 850 و درصد‌های متفاوت نشاسته و قیر قطران به عنوان بایندر سنتز شد و با استفاده از داده‌های جذب N2 و به‌کار‌گیری معادله دوبینین_رادشکوییچ (DR) حجم میکروتخلخل جاذب‌ها محاسبه گردید. سپس به بررسی میزان جذب دی اکسیدکربن از جریان گاز خوراک حاوی 5% دی اکسید کربن (رقیق شده با آرگون) در دمای C ° 70 و فشار اتمسفریک بر روی این جاذب ها پرداخته شد. نتیجه مقایسه ظرفیت جذب جاذب‌های سنتز شده و جاذب تجاری Takeda نشان داد که جاذب 2-650 با حجم میکروتخلخل cm3/g2408/0 ظرفیت جذب بالاتری (mmol/g 129/1) نسبت به سایر جاذب‌ها داشته و دیرتر اشباع می‌شود. ظرفیت جذب جاذب‌های سنتز شده در دمای C °650 از ظرفیت جذب جاذب تجاری Takeda بالاتر بوده و جاذب‌های سنتز شده در دماهای 750 و C ° 850 ، ظرفیت جذب و زمان اشباع کمتری از خود نشان دادند و در همه دماهای سنتز، درصد بایندر 20% قیر قطران مطلوب‌تر گزارش شد. همچنین از روش آمونیاکی‌کردن برای بهبود خواص سطح جاذب 2-650 و Takeda استفاده شد و خواص ساختاری جاذب با استفاده از آنالیز تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که آمونیاک در حالت محلول به صورت فیزیکی و با اتصالات ضعیف واندروالسی بر روی سطح جاذب قرارگرفته و موجب انسداد سایت‌های فعال جذب شده و در نتیجه ظرفیت جذب کاهش می‌یابد. در ادامه اثر دما بر روی منحنی های شکست مراحل جذب و دفع در دو دمای 70 وC ° 100 برسی شده و منحنی ها ترسیم شد. در پایان دینامیک و سینتیک جذب نیز توسط مدل دینامیکی یون_نلسون و مدل‌های سینتیکی شبه درجه اول، شبه درجه دوم و آورامی به منظور پیش‌بینی رفتار جذب مورد مطالعه قرار گرفت؛ مدل‌های یون_نلسون و آورامی با 99/0
- Abstract
- In this study, the carbon molecular sieves adsorbent from pistachio shell as a precursor that is found in abundance at three temperatures, 650,750 and 850°C with different percentages of starch and tar pitch as binders was synthesized. Using the given data of N2 adsorption and the Dubinin-Radushkevich (DR) equation, the micropore volume of adsorbent was calculated, then amount of adsorbed carbon dioxide from feed gas containing 5% carbon dioxide (diluted with Argon) at 70°C and atmospheric pressure were investigated. The result of the comparison of the capacity of the adsorption of the synthesized adsorbent and the commercial adsorbent of Takeda showed that adsorbent 2-650 with micropore volume 0.2408 cm3/gr had greater adsorption capacity (1.129 mmol/g) and saturation time than other adsorbents. Capacities of synthesized adsorbents at 650°C was greater than Takeda and synthesized adsorbents at 750°C and 850°C showed less adsorption capacities and saturation times and at all synthesized temperatures the percent of 20% of tar pitch as a binder was desirable. And ammonia treatment was used to improve the adsorption of 2-650 & Takeda adsorbents, the properties of the adsorbents were examined with the use of Furrier Transform Infra-Red (FT-IR). The result indicates that ammonia in liquid form with the weaker van der Waals' interactions connected to the surface of adsorbent caused blockage in the active sites and decrease the adsorption capacity. Then the effect of temperature on breakthrough curves of adsorption and desorption were investigated at 70 and 100°C. Dynamics and kinetics adsorption by the dynamic model of Yoon-Nelson and kinetic models of pseudo first, pseudo second and Avrami’s model in order to predict the adsorption behavior was studied. Yoon-Nelson and Avrami models with R2>0/99 were satisfactorily fitted to experimental data.
