19867

۱۹۸۶۷

حذف گاز CO2 با استفاده از ذرات كروي تو‌خالي سيليكاتي

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۰۶/۲۷

دكتر منصور انبياء

شيمي

چكيده در پايان‌نامه حاضر، نانو‌ذرات كروي سيليكاتي تو‌خالي به روش ترسيب تك مرحله‌اي با هدف جذب گاز كربن دي‌اكسيد سنتز شد. محصول سيليكاتي با تكنيك‌هاي شناسايي استاندارد مختلف مشخصه‌يابي شده و ساختار آن تاييد گرديد. فرآيند جذب سطحي به روش حجم‌سنجي در دماهاي مختلف (298، 323 و 348 كلوين) انجام گرفت و مقدار ظرفيت جذب mmol g-1 ۷.۷۱ براي گاز كربن دي‌اكسيد به دست آمد. به علاوه، انتخاب پذيري نانوجاذب تهيه شده براي گاز كربن دي‌اكسيد نسبت به جريان‌هاي گازي نيتروژن و متان مورد بررسي قرار گرفت. به منظور افزايش ظرفيت جذب و بهبود انتخاب پذيري نانوجاذب سيليكاتي سنتزي، از نانو لوله‌هاي كربني آمين‌دار شده استفاده شد. نانو‌كامپوزيت‌هاي حاصل نيز با روش ترسيب تك مرحله‌اي و با دو مقدار متفاوت از نانولوله كربني آمين‌دار شده (15ر0 و 3ر0 گرم)، تهيه و مشخصه يابي شدند. ظرفيت جذب و انتخاب‌پذيري نانوكامپوزيت‌ها نيز براي گاز كربن دي‌اكسيد نسبت به گازهاي نيتروژن و متان تعيين گرديد. نانو كامپوزيت‌ اصلاح شده با 15ر0 گرم نانولوله كربني آمين‌دار، داراي ظرفيت جذب 52ر12 mmolg-1 و نمونه حاوي 3ر0 گرم از نانولوله كربني، داراي ظرفيت جذب 80ر13 mmol g-1 براي گاز كربن دي‌اكسيد مي‌باشد. بهبود ظرفيت جذب نانو كامپوزيت‌ها به دليل وجود نانو لوله‌هاي كربني و گروه‌هاي آميني است. نانولوله‌هاي كربني باعث تقويت ساختار و افزايش مساحت سطح شده و گروه‌هاي آميني نيز با انجام واكنش اسيد-باز منجر به افزايش جذب مولكول هاي كربن دي‌اكسيد مي‌گردند. به علاوه، مقدار 92ر1 درصد براي RSD محاسبه گرديد كه حاكي از تكرارپذيري مناسب داده‌هاي حاصل از فرآيند جذب سطحي با استفاده از نانوكامپوزيت بهينه مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: كربن دي اكسيد، جذب سطحي، جاذب ذرات كروي سيليكاتي توخالي، نانوكامپوزيت، نانو لوله‌هاي كربني آمين‌دار

1397/10/09

Removing CO2 Gas Using Hollow Silicate Spherical Particles

9/18/2019 12:00:00 AM

ABSTRACT In the present study, hollow silicate spherical nanoparticles (HSSP) were synthesized in a single step by Precipitation process with the aim of adsorbing carbon dioxide gas. The silicate product is characterized by various standard identification techniques and its structure is confirmed. The adsorption process was performed by a volumetric method at different temperatures (298, 323 and 348 K), and the adsorption capacity of HSSP for carbon dioxide gas was 7.71 mmol g-1. In addition, the selectivity of nano adsorbent prepared for carbon dioxide gas was investigated compared to nitrogen and methane gas streams. Amine-functionalized carbon nanotubes were used to increase the adsorption capacity and improve the selectivity of synthetic nano silicate adsorbents.The nanocomposites were synthesized in a single step by Precipitation process by with two different amounts of amine-functionalized carbon nanotubes (0.15 and 0.3 g) and characterized. The absorption capacity and selectivity of nanocomposites was also determined for carbon dioxide gas compared to nitrogen and methane gases. Nanocomposite modified with 0.15 grams of amine-functionalized carbon nanotubes has an adsorption capacity of 12.52 mmol g-1 and a sample containing 3 grams of amine-functionalized carbon nanotubes has an adsorption capacity 13.80 mmol g-1 for carbon dioxide gas. Improve the absorption capacity of nanocomposites due to the presence of carbon nanotubes and amine groups. Carbon nanotubes increase the structure and increase the surface, and amine groups are also the high affinity and interaction between the amine groups and acidic gas. In addition, a value of 1.92 % was calculated for RSD, which indicates the accuracy of the data obtained from the absorption process using optimal nanocomposite. Keywords: Carbon dioxide, adsorption, Hollow silicate spherical nanoparticle adsorbent, Nanocomposite, amine-functionalized carbon nanotubes