-
شماره ركورد
28105
-
پديد آورنده
عليرضا تركاشوند
-
عنوان
مطالعه تجربي و مدلسازي فرآيند جذب دي اكسيد كربن با استفاده از جاذب پليمري بر پايه كربازول و عاملدار كردن با آمين
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
-
سال تحصيل
1398
-
تاريخ دفاع
1401/7/18
-
استاد راهنما
دكتر احد قائمي
-
استاد مشاور
حميد رمضاني پور
-
دانشكده
دانشكده مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
به عنوان يكي از پليمرهاي ريز متخلخل ،پليمر هاي هايپر كراسلينك شده (HCP) به دلايل مختلفي از جمله چگالي كم، پايداري شيميايي و فيزيكي بالا و سطح ويژه بالا توجه زيادي را در جذب CO2 به خود جلب كردهاند.آزمايش¬هاي اوليه بر روي جذب CO2 به¬وسيله جاذب HCP بر پايه كربازول، نشان داد اين جاذب به¬دليل وجود گروه عاملي آميني در ساختار آن داراي پتانسيل بالايي مي¬باشد. با توجه به ساختار كربازول و وجود دو حلقه بنزني در ساختار آن، توانايي كربازول براي هايپركراس¬لينك شدن از طريق كراس¬لينكر فرمالدهيد دي متيل استال توجيه¬پذير است، از سوي ديگر، اصلاح آمين جاذب براي بهبود آن شناخته شده است. بنابراين، تحقيقات در مورد اصلاح با آمين در جاذب هايHCP در حال افزايش است. هدف از اين مطالعه سنتز جاذب هايپر كراس لينك شده بر پايه مونومر كربازول با استفاده از واكنش فريدل-كرافت براي جذب CO2 بود. آزمايش¬هاي انجام شده جذب گازهاي CO2 در يك راكتور ناپيوسته در مقياس آزمايشگاهي در بازه¬ي دمايي بين K 298 تا K 328 و فشار bar 1تا bar 9 انجام شد. اصلاح سطح جاذب HCP مبتني بر كربازول توسط پيوندزني گروه اتيل (CH3-CH2-) و سپس در مرحله دوم گروههاي اتيل (CH3-CH2-) متصل به حلقههاي آروماتيك جاي خود را به كربوكسيليك اسيد داده و در آخر جاذبه كربوكسيله شده را با اتيلن دي امين (C2H8N2) مخلوط و گروه اميني نوع اول و دوم به جاذب پايه الحاق شد. علاوه بر اين، با اصلاح پس از سنتز با استفاده از فرآيند اصلاح آميني ظرفيت جذب افزايش يافت. مشخصات ساختاري جاذب به¬وسيله تكنيك¬هاي مختلف از جمله FTIR، BET، EDS ارائه شده¬است. سطح ويژه بالاتري براي جاذب اطلاح شده با مقدار (m2/g) 705.35 در مقايسه با جاذب پايه با مقدار (m2/g)384.29 بدست آمد. ظرفيت جذب دياكسيد كربن نمونههاي برپايه كربازول و اصلاحشده با آمين در شرايط مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. ظرفيت جذب نمونه اصلاح شده در فشار 5 بار و دماي 273كلوين (mg/g)236.37 است كه بالاتر از نمونه پايه با مقدار (mg/g)182.13است.به منظور درك بهتر فرآيند جذب، آزمايشهايي براي بررسي ايزوترم، جنبشي و ترموديناميكي فرآيند انجام شد.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/01/19
-
عنوان به انگليسي
Experimental Study and Modeling of Carbon Dioxide Adsorption Using Amine Functionalized Carbazole Based Hypercrosslinked polymer (HCP)
-
تاريخ بهره برداري
10/10/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا تركاشوند
-
چكيده به لاتين
As one of the microporous polymers, hypercrosslinked polymers (HCP) have attracted a lot of attention in CO2 adsorption due to their low density, chemical stability, high surface area, and high specific surface area. Preliminary experiment on CO2 adsorption by carbazole-based HCP adsorbent showed that this adsorbent has a high potential due to the presence of an amine functional group in its structure. Considering the structure of carbazole and the presence of two benzene rings in its structure, the ability of carbazole to be hypercross-linked through the cross-linker formaldehyde dimethyl acetal is justified. On the other hand, amine modification of the adsorbent is known to improve it. Therefore, research on amine modification of HCP adsorbents is increasing. The aim of this study was the synthesis of hypercrosslinked adsorbent based on carbazole monomer using Friedel-Craft reaction for CO2 adsorption. The tests of CO2 gas adsorption were performed in a batch reactor on a laboratory scale in a temperature range between 298 K and 328 K and a pressure of 1 bar to 9 bar. Modification of carbazole-based HCP adsorbent surface by grafting ethyl group (CH3-CH2-) and then in the second step ethyl groups (CH3-CH2-) attached to aromatic rings are replaced by carboxylic acid and finally carboxylated adsorbent with ethylene Diamine (C2H8N2) was mixed and the amine group of the first and second types was added to the base adsorbent. In addition, the adsorption capacity was increased by post-synthesis modification using the amine modification process. The structural characteristics of the adsorbent are provided by various techniques such as FTIR, BET, and EDS. A higher specific surface area was obtained for the amine-modified adsorbent (N-HCP) with a value of 705.35 (m2/g) compared to the HCP adsorbent with a value of 384.21 (m2/g). The carbon dioxide adsorption capacity of carbazole-based (HCP) and amine-modified samples (N-HCP) was evaluated in different conditions. The adsorption capacity of the modified sample (N-HCP) at 5 bar pressure and temperature of 273 K is 236.37 (mg/g), which is higher than the HCP sample with a value of 182.13 (mg/g). In order to better understand the adsorption process, experiments were conducted to investigate the isotherm, kinetic and thermodynamic process.
-
كليدواژه هاي فارسي
دي اكسيد كربن , جذب سطحي , پليمر هايپر كراسلينك شده , كربازول , اصلاح آميني
-
كليدواژه هاي لاتين
Carbon dioxide , adsorption , hyper cross-linked polymer , carbazole , amine modification
-
Author
Alireza Torkashvand
-
SuperVisor
ahad ghaemi
-
لينک به اين مدرک :