عنوان پایان‌نامه
جذب سطحی فنل و مشتقات فنلی توسط کربن فعال
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44435;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 917.
- تاریخ دفاع
- ۰۴ اسفند ۱۳۸۸
- استاد راهنما
- علیمراد رشیدی, محمدرضا مهرنیا
- دانشجو
- حمیدرضا عرب زاده قهیازی
- چکیده
- ترکیبات سلولوزی، مواد اولیه بسیار مناسبی برای تولید کربن فعال هستند، در این پروژه پوست گردو به کار گرفته شده در سنتز کربن فعال پودری، توسط روش فعالسازی شیمیایی با استفاده از کلرید روی، به کربن فعال تبدیل شد و در جذب سطحی فنل از محلول های آبی به کار گرفته شد. اثر نسبت عامل فعالساز به ماده¬ی اولیه (پوست گردو / ماده فعالسازR= ) و فعالسازی فیزیکی مجدد توسط گاز دی اکسید کربن بر روی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کربن بدست آمده نیز بررسی شد. نتایج نشان داده¬اند که فعالسازی فیزیکی مجدد توسط گاز دی اکسید کربن دارای دو اثر بسیار مهم می باشد. اولین اثر توسعه و گسترش اندازه حفره ها و دیگری ایجاد ناهمگنی در ساختار حفره¬ها می باشد. به عبارت دیگر فعالسازی مجدد توسط گاز دی اکسید کربن با ایجاد ناهمگنی و گروه¬های عاملی اکسیژندار مانند گروه عاملی کربوکسیلیک اسید، جذب سطحی فیزیکی را کاهش می دهد، اما افزایش جذب سطحی شیمیایی به افزایش در ظرفیت جذب می انجامد. اثر پارامترهای مهمی مانند، زمان تماس، غلظت اولیه فنل و pH محلول بر میزان ظرفیت جذب فنل نشان داده¬اند که بیشترین میزان ظرفیت جذب فنل برای جاذب فعالسازی شده RC=1در 7/8pH=، mg/l1000C0= و دمای oC25، mg/g 215 بدست آمد. با برازش داده¬ها با استفاده از ایزوترم¬های جذب، ایزوترم تاث توانست رفتار جذب را در تمامی نمونه¬ها به خوبی پیش¬بینی کند. آزمایش¬های سینتیک جذب با دو غلظت ppm1000 و 500 مورد بررسی قرار گرفت و معیار درستی از مرحله کنترل کننده سرعت و ضریب نفوذ بدست آمد. در همین راستا داده¬های سینتیک جذب با معادلات مربوطه برازش شدند و معادله سینتیک جذب مرتبه دوم، به عنوان رابطه مناسب برای برازش داده¬ها انتخاب شد. با برازش داده¬ها با استفاده از رابطه ضریب نفوذ، مشخص شد نفوذ مولکول¬های جذب شونده از سطح به داخل حفره¬¬ها جاذب عامل کنترل کننده سرعت می¬باشد. کلمات کلیدی: فنل، فرایند جذب سطحی، کربن فعال، ایزوترم های جذب، سینتیک جذب
- Abstract
- Abstract: Lignocellulosic materials are good precursor for the production of activated carbon. In this work, walnut shell residue has been used as raw material in the preparation of powder activated carbon by the method of chemical activation with zinc chloride for the adsorption of phenol from dilute aqueous solutions. The influence of impregnation ratio (Zncl2/walnuts shell) and physical activation by CO2 stream on the physical and chemical properties of the prepared carbons was examined. The results show that CO2 activation causes two effects, the first one developed pore size distribution and the other one cause growth in pore structure heterogeneity. In fact CO2 activation by creating heterogeneity in pore structure of adsorbent increase chemical adsorption among physical adsorption. The results reveal that CO2 activation by creating COOH functional groups on the surface of porous media and blockade these areas decrease adsorption capacity but chemical adsorption increase adsorption capacity. The activated carbon products were used for adsorption of phenol. The effects of the main parameters such as contact time, initial concentration of phenol and solution pH. The maximum uptake of phenol at 25oC was about 215 mg/g of modified adsorbent at pH 8.7, initial phenol concentration of 1000 mg/l, agitation speed of 140 rpm. Equilibrium adsorption isotherms of phenol were analyzed by the Langmuir, Frendich and Toth isotherm models. Before CO2 activation all data well fitted with Langmuir but after that deviation from Langmuir show that chemical recovery accrues. The kinetic data were fitted to the models of pseudo-first order, pseudo-second order and diffusion model. The results show that diffusion from macro porous to micro porous is rate limiting step. Keyword: Phenol, Adsorption, Liquid-Phase Adsorption, Adsorption Isotherm, Activated carbon
