-
شماره ركورد
30537
-
پديد آورنده
ابوالفضل شكري
-
عنوان
مطالعه جاذبهاي مبتني بر تيتانيوم بر پايه اروژل آلومينا در جذب دي اكسيد كربن
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
1402/11/30
-
استاد راهنما
شاهرخ شاه حسيني- امين بازياري
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
امروزه جاذبهاي زيادي براي جذب كربن دي اكسيد مورد مطالعه قرار گرفتند. با اين حال، همه آنها قابليت صنعتي شدن به دليل هزينه بالاي بازسازي و تكرار پذيري كم را ندارند. بنابراين يافتن جاذبي كه بتواند دما و زمان بازسازي را در كنار جذب بهبود داده تا قابليت تعميم به صنعت را داشته باشد از اهميت ويژهاي برخوردار ميباشد. در اين پژوهش جذب گاز كربن دي اكسيد توسط جاذب اروژل آلومينا-متاتيتانيك اسيد با درصدهاي مختلف در يك راكتور ناپيوسته (Batch) با مقدار جاذب 5/0 گرم در مدت 60 دقيقه انجام گرديد. براي اطمينان از درستي سنتز، آناليزهاي موفولوژي و ساختار شناسي همانندBET ،SEM ، FT-IR و XRD انجام شده كه با مراجعه به منابع ميتوان دريافت كه سنتز به درستي انجام گرديد. جهت رسيدن به شرايط مطلوبي از جذب و بهينه سازي آن، از طراحي آزمايش و طرح پنج سطحي (CCD) كمك گرفته شد. مولفههاي ورودي اين نرم افزار سه پارامتر دما بر حسب درجه سانتيگراد، فشار برحسب بار و درصد وزني متاتيتانيك اسيد بهعنوان كاتاليست (بدون بعد) و يك مولفه خروجي تحت عنوان ميزان جذب گاز بر حسب (mmolCO2/gr sorbent) معرفي شده است. محدوده تغييرات دما بين 20 تا 60 درجه سانتيگراد، فشار بين 1 تا 7 بار و درصد وزني متاتيتانيك اسيد بين 0 تا 100 معرفي شد. پس از انجام مدلسازي رياضي و يافتن مولفههاي تاثير گذار به ترتيب فشار، دما و درصد وزني عمليات بهينه سازي انجام شد. بهترين نتيجه جذب (mmolCO2/gr sorbent) 558/17 در دماي 20 درجه سانتيگراد، فشار 7 بار و 25% وزني متاتيتانيك اسيد پيشنهاد شد كه با مقدار پيشنهادي توسط طراحي آزمايش (RSM) اختلاف اندكي در حدود 2% داشت. در ادامه اين پژوهش بازسازي در 3 دماي مختلف 70، 100 و 130 درجه سانتيگراد و همچنين در زمانهاي مختلف 30، 180، 330 و 720 دقيقه در يك آون معمولي انجام شد و بهترين نتيجه در دماي 100 درجه سانتيگراد و زمان 30 دقيقه بدست آمد. نهايتا آزمايشهاي همدما و ترموديناميك جهت دستيابي به بهترين مدل پيش بيني كننده و شرايط ترمودينامكي همانند آنتالپي، آنتروپي و انرژي آزاد گيبس انجام شد. نتايج نشان داد كه مدل فروندليچ با نتايج آزمايشگاهي تطابق خوبي داشته و همچنين از مقادير منفي آنتالپي، آنتروپي و انرژي آزاد گيبس ميتوان دريافت كه جذب به صورت فيزيكي، گرمازا و خود به خودي انجام ميشود.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/12/08
-
عنوان به انگليسي
Fabrication of Titanium-based adsorbents based on Alumina Aerogel and evaluation of its performance in Carbon Dioxide adsorption
-
تاريخ بهره برداري
2/18/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ابوالفضل شكري
-
چكيده به لاتين
Nowadays, many adsorbents have been studied for carbon dioxide adsorption. However, not all of them are capable of industrialization due to the high cost of reconstruction and low reproducibility. Therefore, it is very important to find an adsorbent that can improve the temperature and regeneration time in addition to adsorption so that it can be extended to the industry. In this research, the adsorption of carbon dioxide by aerogel alumina-metatitanic acid adsorbent with different percentages was carried out in a batch reactor with adsorbent amount of 0.5 g for 60 minutes. To ensure the correctness of the synthesis, morphological and structural analyzes such as BET, SEM, FT-IR and XRD have been carried out. In order to achieve favorable conditions for its adsorption and optimization, the help of experiment design and five-level plan (CCD) was taken. The input components of this software are three parameters of temperature in degrees Celsius, pressure in terms of bar and weight percentage of metatitanic acid as a catalyst (without dimension) and an output component named gas adsorption rate in terms of (mmolCO2/gr sorbent) has been introduced. The range of temperature changes between 20 and 60 degrees Celsius, pressure between 1 and 7 bar and weight percentage of metatitanic acid between 0 and 100 were introduced. After doing the mathematical modeling and finding the effective components in the order of pressure, temperature and weight percentage, the optimization operation was done. The best adsorption result (mmolCO2/gr sorbent) was suggested as 17.558 at 20°C temperature, 7 bar pressure and 25% by weight of metatitanic acid, which had a slight difference of about 2% with the value suggested by experimental design (RSM). In the continuation of this research, regeneration was done at 3 different temperatures of 70, 100 and 130 degrees Celsius and also at different times of 30, 180, 330 and 720 minutes in a normal oven and the best result was obtained at a temperature of 100 degrees Celsius and a time of 30 minutes. Finally, isothermal and thermodynamic experiments were performed to achieve the best predictive model and thermodynamic conditions such as enthalpy, entropy and Gibbs free energy. The results showed that the Freundlich model was in good agreement with the laboratory results, and also from the negative values of enthalpy, entropy and Gibbs free energy, it can be seen that the absorption is physical, exothermic and spontaneous.
-
كليدواژه هاي فارسي
جذب سطحي كربن دي اكسيد (CO2) , بازسازي , اروژل آلومينا , متاتيتانيك اسيد , بهينه سازي
-
كليدواژه هاي لاتين
Carbon dioxide (CO2) surface adsorption , regeneration , Alumina aerogel , Metatitanic acid , optimization
-
Author
Abolfazl Shokri
-
SuperVisor
Dr.Shahrokh Shahhosseini- Dr.Amin Bazyari
-
لينک به اين مدرک :