11312

كاربرد هيدروچار توليد شده از زيست توده در حذف آلاينده هاي محيط آبي

1400

دكتر احد قائمي

استفاده از فرآيند كربن سازي حرارتي در محيط مايع به‌منظور توليد هيدروچار از زيست‌توده‌هاي ليگنوسلولزي به‌عنوان روشي دوستدار محيط‌زيست و با صرف انرژي پايين شناخته مي‌شود. اين فرآيند عمدتاً در محدوده دمايي 180 تا 280 درجه سانتي‌گراد و تحت‌فشار ناشي از بخارآب توليدشده انجام مي‌شود. در اين حين واكنش‌هاي متنوعي نظير، دهيدراسيون، ديكربوكسيلاسيون، پليمريزاسيون و آروماتيزاسيون صورت مي‌گيرد. ميزان بالاي تبديل و دماي پايين‌تر نسبت به روش‌هاي كربن سازي حرارتي مرسوم سبب شده تا اين روش بهطور گستردهاي موردتوجه قرار گيرد. هيدروچار توليدشده به‌عنوان محصول اين فرآيند در مقايسه با زيست‌توده ميزان كربن بالاتر، ميزان خاكستر پايين‌تر و مقادير هيدروژن و اكسيژن كمتري دارد كه اين امر سبب افزايش ارزش سوختي هيدروچار نسبت به زيست‌توده اوليه‌اي خواهد شد. از طرفي به دليل وجود گروه‌هاي عاملي اكسيژن‌دار و به‌طوركلي فراواني گروه‌هاي عاملي سطحي نظير هيدروكسيل، كربوكسيل و فنل در ساختار هيدروچار، كاربرد اين دسته از مواد را در جذب آلاينده‌هاي مختلف از محيط آبي از طريق مكانيسم‌هايي نظير جذب الكترواستاتيكي، تبادل يوني و تشكيل كمپلكس قابل توجيه مي‌كند. با توجه به‌ضرورت استفاده بهينه و پايدار از منابع طبيعي، كربن سازي حرارتي زيست‌توده و ضايعات آن‬ براي بازيابي منابع و انرژي توجه فزاينده‌اي را به خود جلب كرده است. كربن سازي حرارتي منجر به‬ هيدروليز و تجزيه مؤثر و آبگيري كامل از زيست‌توده مي‌شود و به هيدروچار داراي ‪‬گروه عملكردي اكسيژنه‬ شده تبديل مي‌شود، فعال‌سازي‬ پيشسازهاي مناسب از قبيل زيست‌توده ليگنوسلولزي منجر به تشكيل كربن‌هاي فعال‌شده به‌شدت متخلخل‬ مي‌شود كه ناحيه سطحي زياد آن‌ها عملكرد آن‌ها را به‌عنوان جاذب تسهيل مي‌كند. نتيجه كلي تحقيقات بدين‌صورت است كه هيدروچار توليدي با يك اصلاح مناسب مي‌تواند چندين برابر ظرفيت جذب بيشتري از خود نشان دهد. اصلاح هم بايد در جهت افزايش سطح‌فعال و گروه‌هاي عاملي اكسيژن‌دار در سطح هيدروچار باشد كه هم جذب فيزيكي و هم جذب شيميايي را افزايش دهد.‬‬

10/3/2022 12:00:00 AM

76588

1401/08/09

Application of hydrochar produced from biomass in removing water pollutants

جذب سطحي-كربونيزاسيون هيدروترمال-هيدروچار-زيست‌توده

Adsorption- Hydrothermal Carbonization- Hydrochar- Biomass