عنوان پایان‌نامه
با عنوان جداسازی CH۴ از گاز سنتز از طریق جذب سطحی بر روی نانولوله های کربنی چند دیواره
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- فرآیندهای کاغذسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 925.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52518
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- ساناز منعم طبری
- استاد راهنما
- مجتبی شریعتی نیاسر
- چکیده
- در این تحقیق میزان جذب گازهای هیدروژن و متان و جداسازی آن¬ها توسط جاذب¬های کربن فعال و نانوله¬های کربنی چند دیواره در محدوده دمای 15/313-15/283 کلوین و فشار 40-0 بار مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش اندازه¬گیری¬ها به روش حجمی در یک سیستم دو مخزنه و تحت فشار صورت گرفت. سپس میزان گاز جذب شده در نانولوله¬ها توسط معادله حالت SRK محاسبه گردید. طبق بررسی¬های به عمل آمده مشاهده شد که میزان جذب گازهای هیدروژن و متان در این دو جاذب متفاوت است و همچنین در هر دو جاذب میزان جذب متان بیشتر از هیدروژن می¬باشد. ایزوترم¬های جذب همدمای لانگمیر و فرندلیچ در مورد این گازها مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به نتایج هر دو مدل برای H2 و CH4، برازش خوبی با داده¬های آزمایشگاهی مشاهده شد. برای محاسبه گرمای ایزواستریک از معادله کلازیوس- کلاپیرون استفاده شد که مقادیر کم آن مبین جذب فیزیکی است. از مدل سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم برای مطالعه سینتیکی جذب سطحی گازها روی نانولوله¬های کربنی استفاده شد. همچنین به منظور بررسی تأثیر نمک کاهنده NaBH4 بر فرایند جذب متان، میزان جذب گاز مذکور بر روی نانولوله-های کربنی عامل¬دار شده با این نمک اندازه¬گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از این نمک جذب متان بر روی نانولوله¬ها را افزایش می¬دهد. دلیل این افزایش ایجاد گروه¬های عاملی هیدروکسیل¬دار نشسته بر روی نانولوله¬ها می-باشد که سبب ایجاد قطبیت لحظه¬ای با گاز متان شده و جذب را افزایش می¬دهد.
- Abstract
- In this research, the amount of H2 and CH4 adsorption and separation on activated carbon (AC) and Multiwalled carbon Nanotubes (MWCNTs) adsorbents were investigated at three temperatures of 283.15, 298.15 and 313.15 K and pressure ranging 0-40 bar. In this expriment, the measurements were done based on volumetric method in dual sorption vessels. Then, the amounts of adsorbed gases were estimated from SRK equation of state. The obtained results showed that these values were different for adsorbed H2 and CH4 and the amount of adsorbed methane was much more than hydrogen in both adsorbents. The experimental data of H2 and CH4 adsorption were analyzed by using two distinctive model isotherms of Freundlich and Langmuir. It was observed that both models give very good fit to the experimental adsorption data. The small amounts of isostric heat of adsorption, which were evaluated from a set of isotherms based on the Clasius-Clapyron equation, indicated physical nature of adsorption mechanism. To study gas adsorption, kinetic psudo-first order and psudo-second order kinetic models were used. At the end, the effect of NaBH4 on methane adsorption on Multiwalled carbon nanotube was studied. Results revealed that this kind of material leads to increase of methane adsorption on MWCNTs.
