ساخت و بهینه سازی غربال های مولکولی کربنی به منظور جذب مونوکسید کربن | ||
| مجله پژوهش در بهداشت محیط | ||
| مقاله 1، دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 30، مرداد 1401، صفحه 113-122 اصل مقاله (385.94 K) | ||
| نوع مقاله: مقالات پژوهشى اصیل کمی و کیفی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22038/jreh.2022.61587.1467 | ||
| نویسندگان | ||
| رضا زاهدی1؛ حسین غفوریان* 2؛ یحیی زمانی3؛ شهرزاد خرم نژادیان4؛ رضا دباغ5 | ||
| 1گروه محیط زیست، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، تهران، ایران | ||
| 2گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی،دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران | ||
| 3پژوهشکده گاز، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران | ||
| 4گروه محیط زیست،دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند، دماوند، ایران | ||
| 5پژوهشکده چرخه سوخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| زمینه و هدف: مونوکسید کربن ترکیب مهمی است که قابلیت تبدیل به مواد شیمیایی مختلف و آسیب رساندن به محیط زیست و انسان را دارد. انتخاب مکانیزم و جاذب جهت جذب گازهای آلاینده از لجاظ کارایی و هزینه اهمیت بسزایی دارد. در مطالعه حاضر بهینه سازی غربال های مولکولی کربن ساخته شده با هدف جذب بیشتر مونوکسیدکربن انجام شد. مواد و روش ها: در این تحقیق از پوست گردو برای ساخت غربال مولکولی کربن و از روش فیزیکی برای فعالسازی کربن استفاده شد.. بهینه سازی جاذب ها دانه بندی شده طی دو فرآیند فرآوری و لایه گذاری انجام شد. جاذب ها در pH=4.5-6.5-9 فرآوری و با مخلوط های روغن– نفت و روغن–تینر (نسبت 1:1) لایه گذاری شدند. ظرفیت جذب مونوکسیدکربن توسط جاذب ها در شرایط یکسان(2 گرم جاذب ، دمای °C 25 و فشار 2 بار) به روش حجمی اندازه گیری شد. یافته ها: بیشترین راندمان در میان جاذب های فرآوری نشده برای CMS (Ac) با 281/0 میلی مول مونوکسیدکربن بر گرم و در میان جاذب های فرآوری شده و لایه گذاری شده با روغن – نفت برای CMS (Al-K) با 591/0 میلی مول مونوکسیدکربن بر گرم و در میان جاذب های فرآوری شده و لایه گذاری شده با روغن - تینر و در میان تمام جاذب ها برای CMS (Al-T) با 858/0 میلی مول مونوکسیدکربن بر گرم بدست آمد. نتیجه گیری: غربال مولکولی کربن توانایی جذب و کاهش غلظت مونوکسیدکربن که از آلاینده های محیط زیست محسوب می شود را دارد. بهینه سازی راندمان جذب را افزایش می دهد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| ظرفیت جذب؛ غربال مولکولی کربنی؛ مونوکسیدکربن؛ فرآوری؛ لایه گذاری | ||
| مراجع | ||
|
1.Dehghani M. Asghari M. Mohammadi A. et al. Molecular simulation and Monte Carlo study of structural-transport-properties of PEBA-MFI zeolite mixed matrix membranes for CO2, CH4 and N2 separation.Comput Chem Eng 2017; 103: 12-22. 2.Liu D. Wu Y. Xia Q. et al. Experimental and molecular simulation studies of CO2 adsorption on zeolitic imidazolate frameworks: ZIF-8 and amine-modified ZIF-8. Adsorption 2013, 19(1): 25-37. 3.Darkrim F.L. Malbrunot P. Tartaglia G.P. Review of hydrogen storage by adsorption in carbon nanotubes. Int; J Hydrogen Energy 2002; 27(2): 193-202. 4.Siriwardane R V. Shen M.S. Fisher E P. et al. Adsorption of CO2 on Molecular Sieves and Activated Carbon. Energy Fuels 2001; 15(2): 279-284. 5.Lozano-Castello D. Alcaniz-Monge J. Cazorla-Amoro´s D. eat al. Adsorption properties of carbon molecular sieves prepared from an activated carbon by pitch pyrolysis. Carbon 2005, 43(8): 1643-1651. 6.Lithoxoos G P. Labropoulos A. Peristeras L D. et al. Adsorption of N2, CH4, CO and CO2 gases in single walled carbon nanotubes: A combined experimental and Monte Carlo molecular simulation study.J Supercrit Fluids 2010; 55(2): 510-523. 7.Mukhtar A. Mellon N. Saqib S.et al. CO2/CH4 adsorption over functionalized multi-walled carbon nanotubes; an experimental study, isotherms analysis, mechanism, and thermodynamics; Microporous Mesoporous Mater 2020; 294: 1-76. 8.Park Y. Moon D K. Park D. et al. Adsorption Equilibria and Kinetics of CO2, CO, and N2 on Carbon Molecular Sieve. Sep Purif Technol 2019; 212:952-964. 9.Song X. Wanga L. Maa X. et al. Adsorption equilibrium and thermodynamics of CO2 and CH4 on carbon molecular sieves. Appl Surf Sci 2017; 396: 870-878. 10.Zahedi R. Ghafourian H. Zaman Y. Khoramnejhadian Sh. et al. Study of Carbon Dioxide and Methane Adsorption on Carbon Molecular Sieves, Raw and Modified by Waste Engine Oil. J Serb Chem Soc. 2020; 85 (8): 1083-1093. 11.Marsh H. Rodríguez-Reinoso F.Activated Carbonin: Activation Processes (Thermal or Physical). CHAPTER 5.1th ed.Elsevier Science Ltd; 2006. P. 243-321. 12.Marsh, H.; Rodríguez-Reinoso, F. Activated Carbon in: Activation Processes (Chemical) CHAPTER 6.1th ed.Elsevier ScienceLtd; 2006. P. 322-365. 13.Dabrowski A. Adsorption and its Applications in Industry and Environmental Protection. Amsterdam: ElsevierScience; 1999. P. 191. 14.Adinata D. Wan Daud W M A. Aroua M K. Production of carbon molecular sieves from palm shell based activated carbon by pore sizes modification with benzene for methane selective separation. Fuel Process Technol 2007; 88: 599-605. 15.KalderisD. Bethanis S. Paraskeva P. et al. Production of activated carbon from bagasse and rice husk by a single-stage chemical activation method at low retention times. Bioresour Technol 2008; 99: 6809-6816. 16.Martinez M. Torres M. Guzman C. Maestri D. Preparation and characteristics of activated carbon from olive stones and walnut shells. Industrial Crops and Products 2006; 23: 23-28. 17.Aygun A. Yenisoy-Karakas S. Duman I. Production of granular activated carbon from fruit stones and nutshells and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties. Microporous Mesoporous Mater 2003; 66(2-3): 189-195. 18.Martinez M. Torres M. Guzman C. Maestri D. Preparation and characteristics of activated carbon from olive stones and walnut shells. Ind. Crops Prod 2006; 23: 23-28. 19.Mousavi Z. Bozorgzadeh H R. Molecular Sieves from Pistachio Shell and Walnut Shell for Kinetic Separation of Carbon Monoxide, Hydrogen and Methane. Iran J Chem Chem Eng 2017; 36: 71-80. 20.Tae-Hwan K. Vijayalakshmih S. Seok Jinc S. et al. Carbon molecular sieves (CMS) from coconut shell by carbonization and carbon dioxide activation. Indian J Chem Technol 2003; 10(3): 298-304. 21.Miura K. Hayashi J. Hashimoto K. Production of Molecular Sieving Carbon through Carbonization of Coal Modified by Organic Additives. Carbon1991; 29(4/5): 653-660.
23.VĂDUVA M. STANCIU V.SELECTIVE CARBON DIOXIDE ADSORPTION FROM N2-CH4-CO2 MIXTURE ON CARBON MOLECULAR SIEVES. Sci Bull Univ "Politeh." Bucharest Ser B Chem Mater Sci 2007; 67(4): 59-70. 24.Yang Z. Wang D. Meng Z. et al. Adsorption separation of CH4/N2 on modified coal-based carbon molecular sieve. Sep Purif Technol 2019; 218: 130-137. 25.Zhang J. Qu S. Li L. Wang P. Li X. Che Y. Li X. Preparation of Carbon Molecular Sieves Used for CH4/N2 Separation. J Chem Eng Data 2018; 63(5): 1737-1744. 26.Horikawa T. Hayashi J. Muroyama K. Preparation of Molecular Sieving Carbon from Waste Resin by Chemical Vapor Deposition. Carbon 2002; 40(5): 709-714. 27.Okada K. YamamotoN. Kameshima Y. Yasumori A.Adsorption properties of activated carbon from waste newspaper prepared by chemical and physical activation. J Colloid Interface Sci.2003; 262: 194–199. 28.Wahby A. Ramos-Fernández José M. Martínez-Escandell M. et al. High-Surface-Area Carbon Molecular Sieves for Selective CO2 Adsorption.ChemSusChem, 2010; 3: 974-981. 29.Ko D. Comparison of carbon molecular sieve and zeolite 5A for CO2 sequestration from CH4/CO2 mixture gas using vacuum pressure swing adsorption. Korean J. Chem. Eng. 2021; 38(5):1043-1051. 30.Boonpoke A. Chiarakorn S. Laosiripojana N. et al. Synthesis of activated carbon and MCM-41 from bagasse and rice husk and their carbon dioxide adsorption capacity. J Sus Energy & Environ. 2011; 2(2): 77-81. 31.Kwon S. You Y. Lim H. et al. Selective CO adsorption using sulfur-doped Ni supported by petroleum-based activated carbon. J. Ind. Eng. Chem. 2020; 83: 289-96. 32.Muralikrishnan R. Swarnalakshmi M. Nakkeeran E. Nanoparticle-Membrane Filtration of Vehicular Exhaust to Reduce Air Pollution – A Review. Int Res J Environ Sci. 2014; 3(4): 82-86. 33.ASTM E0011. Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes; 2006. 34.ASTM D1388-96R02. Test method for stiffness of fabrics; 2006. 35.Heinzer PJ. ASM Handbook Vol. 7 Powder Metallurgy. ASM International Publishers; 1998. P. 278-280. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 816 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 419 |
||
