23784

مطالعه تجربي و مدل¬سازي و شبيه¬سازي جذب¬ دي¬اكسيدكربن به كمك نانو جاذب¬هاي متخلخل آغشته به آمين

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي گرايش طراحي فرايند

1397

1399/11/27

دكتر احد قائمي

دكتر فاطمه طاهري

مهندسي شيمي،نفت و گاز

نانولوله¬هاي هالوسايت با دارا بودن مساحت سطح بالا و وجود تخلخل براي جذب دي¬اكسيدكربن مورد استفاده قرارگرفت. بعد از سنتز نانو كامپوزيت¬ها، از آزمون¬هاي مشخصه¬يابي همچون (FTIR،SEM ،BET ،TGA) براي بررسي ساختار آن¬ها استفاده شد. سپس حجم حفرات و مساحت سطح ويژه نانولوله¬هاي هالوسايت كه از طريق كلسينه و شستشو با اسيد آماده شده بودند، به ميزان چشم¬گيري نسبت به حالت قبل افزايش يافت. آمين‌هاي PEI و TEPA با درصدهاي وزني مختلف به روش آغشته¬سازي مرطوب روي جاذب بارگذاري شد. سه پارامتر اثرگذار در جذب، دما، فشار و درصد وزني با بازه¬هاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفتند. به منظور بهينه¬سازي و تعيين نقاط بهينه به ترتيب از طراحي آزمايش با استفاده از روش سطح پاسخ و شبكه عصبي با مدل¬هاي MLP و RBF استفاده شد. نتايج تجربي به‌دست‌آمده از آزمون¬هاي جذب با مدل‌هاي همدماي فرندليچ و مدل سينتيكي درجه جزئي مطابقت داشتند و فرآيندها علاوه¬ بر گرمازايي، خودبخودي، بازگشت¬پذير و امكان¬پذير بودند. نتايج آزمون‌هاي احياي انجام‌شده نيز روي جاذب نشان داد، نانوجاذب¬هاي هالوسايتي تهيه‌شده، از پايداري حرارتي و شيميايي بالا و برگشت‌پذيري خوب در طي چرخه جذب/دفع برخوردار هستند. بالاترين ظرفيت جذب با جاذب¬هاي (IMP-30) IMSiNTs/PEI30 و EMSNTs/TEPA30 (EM-TE30) به ترتيب مقاديرmmol g-1 84/7 و mmol g-13/9 در دماي20 درجه¬سانتي¬گراد، فشار 9 بار و جاذب 30 درصد وزني آمين به¬ دست آمد.

1400/03/12

Experimental study and modeling and simulation of carbon dioxide adsorption with the help of porous amine nanosorbents.

2/16/2022 12:00:00 AM

Halloysite Nanotubes with high surface area and porosity were used to absorb carbon dioxide. After the synthesis of nanocomposites, characterization tests such as (FTIR, SEM, BET, TGA) were used to examine their structure. Then, the volume of cavities and the specific surface area of the Halloysite Nanotubes, which were prepared by calcination and washing with acid, increased significantly compared to the previous case. PEI and TEPA amines were loaded on the adsorbent with different weight percentages by wet impregnation method. Three effective parameters in adsorption, temperature, pressure and weight percentage with different intervals were evaluated. In order to optimize and determine the optimal points, the experimental design was used using the response surface method and neural network with MLP and RBF models, respectively. The experimental results obtained from the adsorption tests were consistent with the Friendlich isothermal models and the partial degree kinetic model, and the processes were spontaneous, reversible, and feasible in addition to exothermization. The results of the reduction tests performed on the adsorbent also showed that the prepared Halloysite nanosorbents have high thermal and chemical stability and good reversibility during the adsorption / desorption cycle. The highest adsorption capacity with IMSiNTs / PEI30 (IMP-30) and EMSNTs / TEPA30 (EM-TE30) adsorbents (7.84 mmol g-1 and 9.13 mmol g-1 at 20 ° C, 9 bar pressure and adsorbent 30% by weight of amine was obtained.

جذب دي¬اكسيد¬كربن , بهينه¬سازي , ايزوترم , سينتيك , ترموديناميك , نانو لوله هالوسايت

Carbon Dioxide Adsorption , Optimization , Isotherm , Kinetics , Thermodynamics , Halloysite Nanotubes