عنوان پایان‌نامه
جذب سطحی دی اکسید کربن توسط جاذب SBA اصلاح شده
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1388.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61277
- تاریخ دفاع
- ۱۶ آذر ۱۳۹۲
- دانشجو
- فاطمه بابایی
- استاد راهنما
- سید حامد موسوی
- چکیده
- در این پژوهش، خصوصیات SBA-15 سنتز و اصلاح شده با آمین توسط روش¬های پراش اشعه¬ی ایکس (XRD)، جذب و دفع N2، تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و تیتراسیون بررسی شده است. در ادامه فرآیند جذب CO2 با غلظت ? درصد در گاز آرگون در دمای °C ?? (شرایط گاز دودکش) با بررسی نمودارهای شکست مطالعه شده است؛ عامل¬دار کردن SBA-15 با مونوآمینوسیلان، دی¬آمینوسیلان و تری¬آمینوسیلان به¬ترتیب منجر به افزایش ??، ?? و ?? درصد جذب CO2 شده است. برای یک مقایسه¬ی شایسته بین جاذب¬های سیلیکایی، دو جاذب سیلیکایی MCM-41 و UVM-7 نیز سنتز و عامل¬دار شدند، برای MCM-41 عامل¬های مونوـ، دی- و تری-آمینوسیلان افزایش 7، ?? و ?? درصد را موجب شدند و در مورد UVM-7 این اصلاح سطح به ترتیب افزایش ?، ?? و ?? درصدی را در پی داشته است. مشاهدات و بررسی ها نشان می دهد که ظرفیت جذب نمونه¬ها با شرایط عملیاتی و میزان آمین یکسان، تنها به نوع آمین وابسته نیست بلکه ساختار و اندازه¬ی حفرات، مساحت سطح جاذب، در دسترس بودن آمین و محدودیت¬های نفوذ بر رفتار جذب تاثیرگذار هستند. دینامیک و سینتیک جذب نیز توسط مدل¬های ریاضی به منظور پیش¬بینی رفتار جذب مورد مطالعه قرار گرفته است که در مورد نمودارهای شکست مدل یون- نلسون به خوبی با داده¬های تجربی مطابقت داشته و مدل سینتیکی آورامی در مقایسه با مدل¬های سینتیکی شبه درجه اول و دوم، با تخمین توانی بین ??/? و ??/? برای زمان و ثابت سرعت، توانایی بیشتری برای تخمین سینتیک جذب از خود نشان داده است. همه¬ی این مشاهدات از رفتار جذب جاذب¬های پیوند شده با آمین منجر به گسترش اطلاعات لازم برای کاربردی شدن این جاذب¬ها در فرآیند جذب CO2 می¬شود.
- Abstract
- In this study synthesized SBA-15 and amine modified supports were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption/desorption, transmission electron microscope (TEM) and titration. The process of CO2 adsorption with 5% concentration of CO2 in Argon at 70°C (Flue gas condition) was investigated by analyzing breakthrough curves; functionalizing SBA-15 with mono-, di- and tri- aminosilane cause to increase 36, 30 and 15 percent in CO2 adsorption respectively. For a good comparison between silica based materials two other silica based sorbents, MCM-41 and UVM-7 were synthesized and functionalized, mono-, di- and tri-aminosialne modification increase 7, 22 and 18 percent of MCM-41 adsorption capacity respectively and for UVM-7 these modification show 6, 10 and 17 percent increase in CO2 capacity of adsorption. It was found that the adsorption capacity of different amine-grafted samples with almost the same content of amine and operating condition was influenced by not only aminosilane type but also structure and size of pores, surface area of adsorbent, amine accessibility and diffusion limits. Dynamic and kinetic of adsorption were investigated by mathematical models in order to prediction adsorption behavior, Yoon-Nelson model was in a good agreement with experimental data of breakthrough curves and Avrami’s kinetic model predict power of 1.36 to 1.53 for time and rate constant and it was successfully employed to describe the adsorption kinetic in comparison of two other kinetic models including Lagergen’s pseudo-first and pseudo-second order models. These observations provide further evidence for behavior of amine-grafted adsorbents in order to apply to practical CO2 capture process.
