30430

حذف تركيبات گوگردي از سوخت مايع با استفاده از كاتاليزورهاي پلي اكسومتالات نوع كگين و حذف آرسنيك و كادميوم از محيط آبي با استفاده از نانوكامپوزيت هاي بر پايه كربن فعال

دكتري تخصصي (PhD)

شيمي- شيمي تجزيه

1397

1402/10/3

منصور انبياء

شيمي

انتشار آلاينده¬هاي SOx ناشي از احتراق تركيبات گوگردي موجود در سوخت، باعث تأثيرات منفي بر موجودات زنده و محيط زيست مي¬شود. از اين رو، لازم است به منظور جلوگيري از ورود اين آلاينده‌ها به اتمسفر، از روش‌هاي كارآمد و اقتصادي استفاده گردد. تكنيك¬هاي مختلفي به منظور حذف تركيبات گوگردي شامل بنزو تيوفن، دي بنزوتيوفن و مشتقات آن¬ها از سوخت¬ها¬ي مايع وجود دارد. روش گوگردزدايي اكسايشي (ODS) به دليل مزايايي چون هزينه پايين در بكارگيري، شرايط عملياتي ملايم، ساده بودن فرايند، قابليت بازيابي و كارايي بالا در حذف تركيبات گوگردي از سوخت مايع قابل توجه مي‌باشد. به همين منظور، از كاتاليزورهاي پلي اكسو متالات (POMs) نوع كگين بر پايه SiO2 كه به روش تلقيح تهيه شده بودند، استفاده شد. لجن فسفر به عنوان يك منبع مقرون به صرفه براي استخراج سيليكا مزومتخلخل SiO2 مورد استفاده قرار گرفت. ريخت‌شناسي و ساختار پايه‌ و كاتاليزورهاي سنتز شده با استفاده از روش‌هاي XRD،EDS -FESEM،TEM ،ICP-MS ، TPD،FTIR ، BET و UV-Vis بررسي گرديد. سپس، فرايند حذف كاتاليزوري آلاينده‌هاي گوگردي آلي (بنزوتيوفن (BT)، دي بنزو تيوفن (DBT) و 4و6- دي متيل دي بنزوتيوفن (4,6-DMDBT)) از سوخت مدل با استفاده از كاتاليزورهاي سنتز شده، انجام پذيرفت. نتايج نشان داد كه كاتاليزورهاي SiO2 بارگذاري شده با پلي اكسومتالات¬ها فعاليت كاتاليزوري مناسبي در روش ODS از خود نشان دادند. كارايي حذف DBT با استفاده از كاتاليزور Cs2W9V3/SiO2 بيشتر از ساير كاتاليزورها در شرايط بهينه بود به طوري كه درصد حذف 100% براي اين كاتاليزور به دست آمد. عملكرد حذف تركيبات گوگردي مختلف از ترتيب DBT > 4,6- DMDBT > BT پيروي مي¬كند. هم¬چنين كاتاليزور Cs2W9V3/SiO2 كارايي 4ر99% در حذف تركيبات گوگردي از نمونه سوخت واقعي را نشان داد. براي كاتاليزور SiO2 اصلاح شده با Cs2W9V3، بازيابي عالي در پنج چرخه همراه با كاهش ناچيز در كارايي به دست آمد. فرايند ODS از معادله سينتيك شبه مرتبه اول پيروي كرد و انرژي فعال سازي براي كاتاليزور Cs2W9V3/SiO2 مقدار kJ/mol 2ر47 بود.

1402/11/15

Removal of sulfur compounds from liquid fuel using Keggin- type polyoxometalate catalysts and Removal of arsenic and cadmium from aqueous environment by activated carbon based nanocomposites

12/23/2024 12:00:00 AM

The emission of SOx pollutants caused by the burning of sulfur compounds in the liquid fuel causes negative effects on living organisms and the environment. Hence, efficient and economic methods should be used to prevent the entry of these pollutants into the atmosphere. There are existing techniques to remove sulfur compounds including benzothiophene, dibenzothiophene and their derivatives from liquid fuels. Oxidative desulfurization (ODS) method is remarkable due to its low productivity, mild operating conditions, simplicity of the process, recovery capability and high efficiency in removing sulfur compounds from liquid fuel. For this purpose, Keggin-type polyoxometalate catalysts based on SiO2 prepared by impregnation approach were used. Phosphorus slag was used as a cost-effective source for the extraction of mesoporous silica SiO2. The morphology and structure of the synthesis support and catalysts were investigated using XRD, FESEM-EDS, TEM, ICP-MS, TPD, FTIR, BET and UV-Vis techniques. Then, the process of catalytic removal of organic sulfur pollutants (BT), dibenzothiophene (DBT) and 4,6-dimethyldibenzothiophene (4,6-DMDBT)) from the model fuel was carried out using synthesized catalysts. The results showed that SiO2 loaded on the polyoxometalates catalysts showed good catalytic activities in ODS process. The removal efficiency of DBT using the Cs2W9V3/SiO2 catalyst was higher than other catalysts under optimal conditions, so that removal percentage of 100% was obtained for this catalyst. The removal performance of different sulfur compounds follows the order of DBT > 4,6-DMDBT > BT. Also, The Cs2W9V3/SiO2 catalyst showed an efficiency of 99.4% in removing sulfur compounds from the real fuel sample. The SiO2 modified with Cs2W9V3 catalyst showed excellent recovery in five cycles with a negligible decrease in efficiency. The ODS process followed the pseudo -first-order kinetic equation and the activation energy for the Cs2W9V3/SiO2 catalyst achieved 47.2 kJ/mol.

گوگردزدايي اكسايشي , پلي اكسو متالات نوع كگين , سوخت مايع , سيليكا مزومتخلخل , آلاينده‌هاي گوگردي آلي , سينتيك شبه مرتبه اول

Oxidative desulfurization , Keggin-type polyoxometalate , liquid fuel , mesoporous silica , organic sulfur pollutants , pseudo -first- order kinetic

Moslem Ahmadian

Dr. Mansoor Anbia