25659

سنتز و مشخصه¬يابي كربن متخلخل نيتروژ¬¬ن¬ و اكسيژن ¬دار حاصل از پيش ماده¬¬هاي پكتين و ملامين و بررسي جذب كربن دي اكسيد توسط آن

كارشناسي ارشد

نانومواد

1400-1401

1400/7/7

دكتر حسين بنا متجدد امروز

دكتر احد قائمي

فناوري هاي نوين

پودر كربن متخلخل غني شده با اكسيژن و نيتروژن از پيش ماده¬هاي پكتين و ملامين تهيه شده است. نيتروژن با استفاده از ملامين به ساختار اضافه شد و در سه دماي 700 ، 850 و℃ 950 در حضور و بدون حضور F127 تحت فرآيند كربنيزاسيون قرار گرفت. كربن¬ متخلخل سنتز شده توسط پراش اشعه ايكس(XRD) ، طيف سنجي رامان، طيف سنجي فوتوالكترون اشعه ايكس(XPS) ، ميكروسكوپ الكتروني روبشي انتشار ميداني (FESEM) ، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، ايزوترم جذب / واجذب نيتروژن و تبديل فوريه طيف¬هاي مادون قرمز (FTIR) مشخصه¬يابي شده¬اند. نتايج نشان مي¬دهد كه كربن متخلخل داراي سطح ويژه متوسط m2. g-1499.51، حجم منافذ كلcm3. g-1 0.355 و مقدار نيتروژن و اكسيژن به ترتيب 9.3 و 29.1 درصد وزني است. كربن متخلخل مطلوب به دليل داشتن گروه¬هاي عاملي وجود نيتروژن و ساختار متخلخل ميكرو و مزو، جذب كربن دي اكسيد تا mmol. g-13.1 در دماي ℃25 در فشار bar 1 داشت. با وجود داشتن يك سطح ويژه نسبتا متوسط، نسبت جذب به سطح ويژه (µmol. m-26.2)، مشاهده مي¬شود. علاوه بر اين مدل سينتيكي جذب منطبق با مدل الوويچ به دست آمد و نتايج ترموديناميكي نشان¬دهنده¬ي جذب فيزيكي است. كربن متخلخل تهيه شده از پكتين به دليل هزينه توليد پايين، سازگاري با محيط زيست و ظرفيت جذب بالا، ماده مناسبي براي جذب CO2 است.

1400/09/15

Synthesis and characterization of porous nitrogen carbon and its properties from pectin and melamine precursors and investigation of carbon dioxide uptake by it

9/29/2022 12:00:00 AM

Oxygen and nitrogen enriched micro-meso porous carbon powders have been prepared from pectin and melamine precursors. Nitrogen and oxygen were added to the structure using melamine and pectin, respectively. Pluronic F127 was added to the solution as the soft template. Following a solve thermal treatment, carbonization process has been performed at 700, 850 and 950°C. Synthesized porous carbons have been characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), field emission scanning electron microscope (FESEM), transmission electron microscope (TEM), nitrogen adsorption-desorption isotherms and Fourier transform infrared spectra (FTIR). The results show that the porous carbon possesses a surface area of 499.5 m2. g-1, a total pore volume of 0.35 cm3 g-1, and a high nitrogen and oxygen content of 9.3 and 29.1 wt.%, respectively. The optimal porous carbon had the CO2 adsorption of up to 3.1 mmol. g-1 at 273°K at 1 bar owing to abundant basic nitrogen-containing functionalities and the valuable micro-meso porous structure. Despite the absence of any reagent and also having a relatively moderate specific surface area, compared to similar materials, a very high ration of adsorption capacity to specific surface area (6.2µmolm-2) was observed. The Elovich kinetic model was found the best and thermodynamic analysis was shown the adsorption process is physisorption.

پكتين، كربن متخلخل، جذب، جذبCO2 ، نيتروژن

Pectin, Porous carbon, Adsorption, CO2 uptake, Nitrogen enriched