تاثير اصلاح فرمولاسيون كاتاليست هاي نانوساختار اكسيدهاي فلزي بر عملكرد آن ها در گوگردزدايي اكسايشي از سوخت هاي هيدروكربني مايع

كارشناسي ارشد

چكيده با افزايش جمعيت جهان ميزان مصرف سوخت¬هاي فسيلي براي تامين انرژي گسترش يافته است. انتشار ذرات دي¬اكسيدگوگرد پس از احتراق سوخت¬ها سبب آلودگي محيط زيست و ايجاد مشكلات تنفسي مي¬شود .از اين¬رو سازما¬ن¬هاي بين¬المللي حفاظت از محيط زيست به وضع قوانين سختگيرانه¬اي در جهت حذف تركيبات گوگردي موجود در سوخت پرداخته¬اند. فرآيند گوگردزدايي اكسايشي مكملي مناسب براي فرآيند گوگردزدايي هيدروژني براي حذف تركيبات گوگردي مقاوم موجود در سوخت¬هاي فسيلي مانند بنزوتيوفن، دي¬بنزوتيوفن و مشتقات آلكيلي آن¬ها در شرايط عملياتي ملايم (دماي كم و فشار اتمسفر) محسوب مي¬شود. در فرآيند گوگردزدايي¬اكسايشي سولفون¬ها توليد شده كه به دليل قطبيت بالايي كه دارند جذب سايت¬هاي فعال كاتاليست¬ شده و آن¬ها را غيرفعال مي¬كند. درنتيجه به¬منظور بهبود عملكرد كاتاليست در طول فرآيند گوگرد زدايي اكسايشي، اصلاح و يا عامل‌داركردن سطح كاتاليست انجام مي‌شود. يكي از راه‌هاي اصلاح سطح كاتاليست، با هدف افزايش آب‌گريزي و بهبود در فعاليت كاتاليست و همچنين طولانيتركردن عمر مفيد آنها، سيلان¬داركردن سطح توسط عامل¬هاي سيلان مانند ارگانوسيلان‌ها مي‌باشد. اين پژوهش، بر كاربرد سيلاندار كردن كاتاليست فرايند گوگردزدايي اكسايشي مي¬پردازد. در اين پروژه، فعاليت كاتاليست¬ نانوساختار تيتانيا-سيليكا در فرآيند گوگردزدايي اكسايشي مورد بررسي قرار گرفت و اصلاح سطح اين كاتاليست با استفاده از عامل هاي سيلان تري متيل¬كلروسيلان و هگزامتيل دي سيلازان انجام شد. خواص و ساختار نمونه¬هاي كاتاليستي با استفاده از آناليزهاي پراش پرتو ايكس (XRD)، جذب و دفع نيتروژن (N2 adsorption–desorption)، طيف¬سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، طيف¬سنجي بازتابش انتشاري فرابنفش-مرئي (UV-vis DRS)، آناليز توزين حرارتي (TGA) ، آناليز طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX)،آناليز زاويه¬ي تماس (Contact angle) مورد بررسي قرار گرفتند. فرآيند گوگردزدايي اكسايشي با استفاده از سوخت مدل حاوي ppmw 500 گوگرد كه به صورت دي¬بنزوتيوفن درحلال نرمال‌دودكان بود، انجام¬شد. گوگردزدايي با استفاده از اكسنده ترشري¬بوتيل¬هيدروپروكسيد با نسبت مولي O/S برابر با 5 و در حضور 03/0گرم كاتاليست در دماي C° 50 و فشار1 اتمسفر انجام و ميزان تبديل دي‌بنزوتيوفن با استفاده از دستگاه كروماتوگرافي¬گازي مجهز به آشكارساز نورسنجي شعله‌ پالسي اندازه¬گيري شد. اثر بارگذاري عامل-سيلان، دماي واكنش، تاثير اكسيدان¬ها و حضور تركيبات رقابتي ايندول، كوئينولين ، سيكلوهگزان و پارازايلن بر نتيجه گوگردزدايي نيز مورد بررسي قرار گرفت. بهترين نتيجه گوگردزدايي براي كاتاليست TS-H2 با نسبت مقدار عامل سيلان به حلال برابر %4 وزني بدست آمد و توانست پس از 10 دقيقه از شروع واكنش در دماي C°50 به ميزان تبديل %100 دي¬بنزوتيوفن برسد. فعاليت كاتاليستي ديگر نمونه¬هاي كاتاليستي به ترتيب به صورت TS-H2 > TS-T2 > TS-H3 > TS-T3 > TS-H1 > TS-T1 > TS-nonsil بوده است. واژه‌هاي كليدي:گوگردزدايي اكسايشي، كاتاليست تيتانيا-سيليكا، اصلاح سطح ، عامل سيلان

194671

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سميه عليجاني

ترموسينتيك و كاتاليست

دكتر امين بازياري