مطالعه تجربي و مدلسازي جذب كربن دي اكسيد توسط جاذب¬هاي متخلخل تثبيت شده با حلال¬هاي يوتكتيك

كارشناسي ارشد

با توجه به ويژگي¬هاي بيان شده براي حلال¬هاي يوتكتيك عميق شامل نقطه جوش و ظرفيت حرارتي بالا، سازگاري با محيط زيست و پيروي از اصول شيمي سبز، سنتز آسان و ارزان، اين حلال¬ها داراي پتانسيل قابل توجهي مي¬باشند، كه پيشرفت وسيع و كاربردهاي متنوع و جديدي براي آن¬ها انتظار مي¬رود. با توجه به اين موارد و اهميت حفاظت از محيط زيست، بايستي فرآيندهاي شيمي سبز و اصول مهم آن، يعني جايگزيني حلال¬هاي سبز به عنوان يك راهكار ضروري در نظر گرفته شود. از اين رو استفاده از حلال¬ يوتكتيك عميق و تثبيت آن در جهت بهبود جذب مواد متخلخلي همچون سيلسكا ژل در اين پژوهش مورد بررسي و تحقيق قرار مي¬گيرد، تا بتوان از مزيت¬هاي بيان شده براي حلا¬ل¬هاي يوتكتيك و انتخاب-پذيري و سطح ويژه¬ي بالاي مواد متخلخل به طور همزمان استفاده كرد. هدف از اين پژوهش اصلاح پايه متخلخل سيليكا ژل توسط حلال يوتكتيك (كولين كلريد + مونو اتانول آمين (ChCl MEA+))، در جهت بهبود ظرفيت جذب كربن دي اكسيد مي¬باشد. مشخصات ساختاري جاذب توسط آناليزهاي مختلفي همچون BET، FTIR و SEM بررسي شد. شرايط بهينه عملياتي دما و فشار به ترتيب 25 درجه سانتي گراد و 7 بار در نظر گرفته شدند. براي جاذب اصلاح شده مقدار بهينه جذب (mmol/g) 495/1 به دست آمد. علاوه بر اين، آزمايش¬هايي به منظور بررسي مدل¬هاي ايزوترمي، سينتيكي و همچنين ترموديناميك جذب انجام شده است. براي جاذب سيليكا ژل اصلاح شده با حلال يوتكتيك، مدل ايزوترم مطابق با مدل ايزوترم لانگموير دوتايي بوده كه نشان دهنده ماهيت ناهمگني سطح است. بررسي مدل¬هاي سينتيك، نشان داد كه براي جاذب مورد نظر مدل مرتبه كسري بهترين برازش را با داده¬هاي جذب داشته است. در انتها، امكان¬پذيري فرآيند جذب با استفاده از مدلسازي ترموديناميك بررسي شده است كه مقادير آنتالپي، آنتروپي و اختلاف انرژي آزاد گيبس در دماي 15/298 كلوين به ترتيب برابر با (KJ/mol) 77471/2-، (KJ/mol k) 00541/0- و (KJ/mol) 16224/1- به دست آمده است كه نشان¬دهنده گرمازا و خود به خودي بودن فرآيند مي¬باشد.

208476

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر شاهرخ شاه حسيني

مهندسي شيمي- مدلسازي، شبيه سازي و كنترل

دكتر احد قائمي