بررسي تجربي اثر پارامترهاي عملياتي بر جذب دي اكسيد كربن توسط نانو رس مونتموريلونيت اصلاح شده با گروه هاي آميني

كارشناسي ارشد

هدف از اين تحقيق بهينه سازي شرايط عملياتي جذب CO2 به وسيله جاذب مونتموريلونيت در راكتور ناپيوسته و بهينه¬سازي جاذب اصلاح شده با گروه هاي آميني جهت بهبود ظرفيت جذب است. مشخصات ساختاري جاذب به¬وسيله¬ي روش¬هاي مختلف ازجملهSEM ،BET ،FTIR و XRD ارائه شده است. براي بهينه سازي شرايط عملياتي جذب از طراحي آزمايش با استفاده از روش سطح پاسخ استفاده شد و سه فاكتور دما و فشار راكتور به ترتيب در محدوده °C 70-30 وbar 1-9 و درصد وزني اصلاح كننده سطح (دي اتانول آمين يا تري اتانول آمين) در محدوده ،%w/w 30-10 به عنوان متغيرهاي ورودي و ظرفيت جذب mg.g-1 )) و درصد جذب به عنوان پاسخ در نظر گرفته شد. شرايط بهينه در نقطه¬اي معرفي شد كه ظرفيت و درصد جذب در بيشترين مقدار ممكن باشد. براي جاذب مونتموريلونيت مقدار بهينه دما و فشار به ترتيب °C 40 وbar 7 و ظرفيت جذب mg.g-1 86/219 است .همچنين براي مونتموريلونيت اصلاح يافته با دي اتانول آمين مقدار بهينه دما، فشار، و درصد وزني دي اتانول آمين جهت اصلاح سطح به ترتيب ، °C 40 وbar 7 و%w/w 15و ظرفيت جذب mg.g-1 82/281به دست آمد. همچنين براي مونتموريلونيت اصلاح شده با تري اتانول آمين شرايط بهينه متغيرهاي ورودي به ترتيب ،°C 40 وbar 7 و %w/w 53/20 و ظرفيت جذب mg.g-1 92/248 به دست آمد. علاوه بر اين، آزمايش¬هاي اضافي به منظور بررسي مدل¬هاي ايزوترمي، سنتيكي و همچنين ترموديناميك جذب انجام شده است. با توجه به مقادير ،R2 براي جاذب مونتموريلونيت، مدل ايزوترم مطابق مدل ايزوترم لنگموير- فرويندليچ كه نشان دهنده¬ي ضريب ناهمگني و به طور كل نشان دهنده مكانيسم جذب با سطح ناهمگن نانو ذرات مونتموريلونيت است. براي جاذب مونتموريلونيت اصلاح يافته با دي اتانول آمين و تري اتانول آمين مدل ايزوترم مطابق با مدل هيل مي¬باشد كه نشان دهنده¬ي تعادلي بودن پيوند جذب شونده با سايت¬هاي جذب و تأثير متقابل سايت¬ها بر هم است. بررسي مدل¬هاي سنتيك بر اساس مقادير، R2نشان داد در نمونه مونتموريلونيت و مونتموريلونيت اصلاح يافته با دي اتانول آمين وتري اتانول آمين، مدل سنتيك الوويچ بهترين برازش را به داده¬هاي جذب CO2 فراهم مي¬كند. شيب مثبت نمودار Ln (kd)در مقابل 1/T در بررسي مدل هاي ترموديناميكي در نمونه مونتموريلونيت و مونتموريلونيت اصلاح يافته با دي اتانول آمين وتري اتانول آمين نشان دهنده¬ي مقدار منفي براي آنتالپي فرآيند و گرمازا بودن فرآيند جذب سطحي است. به¬طوركلي، اتصال CO2در مونتموريلونيت اصلاح يافته به نظر مي¬رسد كه بيشتر تحت تأثير نفوذ و شكل گيري پيوندهاي شيميايي داخل ذرات باشد.

194334

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي فرايند

دكتر احد قائمي