-
شماره ركورد
28290
-
پديد آورنده
محمدرضا مرادي سنگاچين
-
عنوان
مطالعه تجربي و مدلسازي فرآيند جذب دي اكسيد كربن با استفاده از جاذب پليمري بر پايه بنزن و عاملدار كردن آن با آمين
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- شبيهسازي و كنترل
-
سال تحصيل
1398
-
تاريخ دفاع
1401/6/12
-
استاد راهنما
احد قائمي
-
استاد مشاور
حميد رمضاني پور پنچاه
-
دانشكده
دانشكده مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
در اين تحقيق، پليمر هايپر كراس¬لينك شده برپايه بنزن (HCP) از طريق واكنش فريدل-كرافت سنتز شد و با هدف افزايش قابليت جذب گاز، جاذب HCP حاصل از طريق ادغام گروه آمين به اسكلت HCP اصلاح شد. ساختار و مورفولوژي نمونه ها توسط طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه(FTIR)، طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس(EDS) و آناليز جذب و دفع نيتروژن مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اساس نتايج تجزيه و تحليل BET، جاذب HCP وجاذب HCP اصلاح شده به ترتيب، مساحت سطح(m2/g) 806.21 و (m2/g) 453.52 وحجم ميكرو حفرات (cm3/g) 0.185 و (cm3/g) 0.139 را ارائه مي دهند. آزمايش¬هاي جذب گازهاي CO2 و N2 در يك سيستم ناپيوسته در مقياس آزمايشگاهي در بازه¬ي دمايي بين K 298 تا K 328 و فشار bar 1تا bar 9 انجام شد. علاوه بر اين، ايزوترم جذب و مدلسازي سينتيكي از طريق برازش دادههاي جذب تجربي بر روي مدلهاي نظري انجام شد، مدل ايزوترم فروندليچ و مدل سينتيكي مرتبه كسري بهعنوان بهترين مدل براي توصيف فرآيند جذب بهدست آمد. حداكثر ظرفيت جذب CO2 در K 298 و bar 9 براي جاذب HCP مقدار (mg/g)301.67 و براي HCP اصلاح شده با آمين مقدار (mg/g)414.41 به دست آمد. مدلسازي ترموديناميكي جذب مورد ارزيابي قرار گرفت و آنتالپي، آنتروپي و انرژي آزاد گيبس فرآيند جذب CO2 به ترتيب در K 298،(kj/mol) 14.852- ، (kj/mol.K)0.024- ، (kj/mol) 7.597- براي جاذب HCP مبتني بر بنزن و مقادير (kj/mol) 17.498-، (kj/mol.K) 0.029- ، (kj/mol) 8.9- به ترتيب براي جاذب HCP عامل دار شده با آمين به دست آمد. در نهايت، گزينش پذيري نمونه ها در تركيب درصد 15:85 (v/v) = CO2/N2 محاسبه شد و 43 درصد افزايش در گزينش پذيري جذب CO2 در K 298 براي جاذب HCP اصلاح شده با آمين به دست آمد.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/03/02
-
عنوان به انگليسي
Experimental Study and Modeling of Carbon Dioxide Adsorption Using Amine Functionalized Benzene Based Polymeric Adsorbent
-
تاريخ بهره برداري
9/3/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمدرضا مرادي سنگاچين
-
چكيده به لاتين
In this work, benzene based hyper cross-linked polymer (HCP) was synthesized through Friedel-Craft reaction and aim to enhance the gas uptake capability of HCP, the resulting adsorbent was modified through amine group incorporation to HCP skeleton. The samples structure and morphology were evaluated by Fourier Transform Infrared spectroscopy, Energy Dispersive X-Ray spectroscopy, and Brunauer Emmett Teller analysis. Based on BET analysis result the HCP and the modified HCP provide 806.21 (m2.g-1) and 453.52 (m2.g-1) surface area and 0.185 (cm3.g-1) and 0.139 (cm3.g-1), respectively. The CO2 and N2 gases adsorption processes were performed in a laboratory scale batch system at a temperature between 298 K to 328 K and pressure up to 9 bar. In addition, adsorption isotherm and kinetic modeling were carried out through fitting experimental adsorption data on theoretical models, Freundlich isotherm model and fractional order kinetic model were obtained as the best model for describing the adsorption process. The maximum CO2 adsorption capacity at 298 K and 9 bar was obtained 301.67 (mg.g-1) for HCP and 414.41 (mg.g-1) for modified HCP. The adsorption thermodynamic modelling was evaluated and enthalpy, entropy, and Gibbs free energy of CO2 adsorption process at 298 K were obtained -14.852 (kj.mol-1), -0.024 (kj.mol-1.K-1), -7.597 (kj.mol-1) for HCP and -17.498 (kj.mol-1), -0.029(kj.mol-1.K-1), -8.9 (kj.mol-1) for amine functionalized HCP. Finally, the selectivity of the samples were calculated at a CO2/N2 composition of 15:85 (v/v) and 43% enhancement in adsorption selectivity at 298 K was obtained for amine modified HCP.
-
كليدواژه هاي فارسي
پليمر هايپر كراس لينك , پليمر اصلاح شده با آمين , جذب سطحي , گزينش پذيري , ايزوترم , مدلسازي سينتيكي , كربن دي اكسيد/نيتروژن
-
كليدواژه هاي لاتين
Hyper cross-linked polymer , Amine functionalized polymer , adsorption , selectivity , Isotherm , Kinetic modeling , CO2/N2
-
Author
Mohammad Reza Moradi
-
SuperVisor
Dr. Ahad Ghaemi
-
لينک به اين مدرک :