بررسی جذب سطحی کربن مونوکسید، هیدروژن و متان بر روی غربال مولکولی کربنی

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

حمیدرضا بزرگ زاده ¹ (استادیار شیمی فیزیک، پژوهشکده گاز، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران)
زهرا موسوی ² (کارشناس ارشد مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)
محمدرضا قاسمی ³ (استادیار مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران)

تاریخ دریافت : 1392/12/01 تاریخ پذیرش : 1393/02/01 تاریخ انتشار : 1393/03/01

کلید واژه: جذب سطحی, غربال مولکولی کربنی, هم‌دمای لانگمیر, مدل سینتیکی, مدل دوبینین رادوشکویچ,

چکیده مقاله :

فرایند جداسازی گازهای کربن مونوکسید، هیدروژن و متان از مخلوط گازها دارای اهمیت ویژه‌ای در صنایع شیمیایی است. در این پژوهش، مقدار جذب این گازها بر روی غربال مولکولی کربنی (CMS) در دمای 20درجه ی سانتی گراد در گستره فشار 200 تا 3500kPa به روش حجمی مورد بررسی قرار گرفته است. بیشترین مقدارهای جذب کربن مونوکسید، هیدروژن و متان به ترتیب 6/98، 3/93 و 2/77mmol.g-1 به‌دست آمده است. نمودار هم‌دمای جذب این گازها با استفاده از نرم افزار اکسل، منطبق با مدل لانگمیر ارزیابی شده است. نمودار هم‌دمایجذب لانگمیر نشان می‌دهد که سرعت جذب گازهای کربن مونوکسید، هیدروژن و متان با غربال مولکولی کربنی بر اساس تفاوت در سرعت جذب این گازها صورت می‌گیرد و از مدل‌های سینتیکی شبه مرتبه دوم پیروی می‌کند. با استفاده از مدل دوبینین رادوشکویچ (DR) حداکثر حجم گاز جذب شده در ریز حفره‌ها و انرژی پتانسیل جذب برای پیش بینی نوع جذب محاسبه شد. انرژی پتانسیل به‌دست آمده برای جذب کربن مونوکسید، هیدروژن و متان به ترتیب 7/95، 7/87و kJ.mol-1 7/97به‌دست آمده‌اند.

منابع و مأخذ:

[1] Alcaniz-Monge, J.; Della Casa-Lillo, M.A.; Cazorla-Amoros, D.; Linares-Solano, A.; Carbon, 35(2), 291–7, 1997.
[2] Lozano-Castello, D.; Alcaniz-Monge, J.; Casa-Lillo, M.A.; Cazorla- Amoros, D.; Linares-Solano, A.; Fuel, 81, 1777–803, 2002.
[3] Shao, X.; Wang, W.; Zhang, X.; Carbon, 45, 2007.
[4] Vermesse, J.; Vidal, D.; Malbrunot, P.; Langmuir, 12, 4190-4196, 1996.
[5] Darkrim, F.L.; Malbrunot, P.; Tartaglia, G.P.; International Journal of Hydrogen Energy, 27(2), 193-202, 2002.
[6] Wang, Q.Y.; Johnson, J.K.; J. Phys. Chem. B, 103(23), 4809-4813, 1999.
[7] Rashidi, A.M.; Akbarnejad, M.M.; Khodadadi, A.A.; Mortazavi, Y.; Ahmadpour, A.; Nanotechnol, 18, 315605, 2007.
[8] Dabrowski, A.; Studies in Surface Science and Catalysis, 120, 1998.

[9] Schroter, H.J.; Gas Separation & Purification, 7(4), 247-251, 1993.
[10] Flank, W.H.; Whyte, T.E.; American Chemical Society, 1988.
[11] Dabrowski, A. Studies in Surface Science and Catalysis, 120, 1998.
[12] Flank, W.H.; Whyte, T.E.; American Chemical Society, 1988.
[13] Pakseresht, S.; Kazemeini, M.; Akbarnejad, M.M.; Sep. Purif. Technol, 28, 53, 2002.
[14] Arobert, H.; Perry-Don, W.; Perry’s Chemical Engineer’s handbook, McGraw Hill Company, 1999.
[15] Crittenden, B.; Thomas, W.J.; Elsevier Science & Technology Books, 1998.
[16] Ho, Y.S.; Scientometrics, 59(1), 171-177, 2004.
[17] Ho, Y.S.; McKay, G.; Process Biochemistry, 34, 451-465, 1999.
[18] Qiu, H.; Lv, L.; Pan, B.C.; Zhang, Q.J.; Zhang, W.M.; Zhang, Q.X.; Zhejiang Univ Sci A, 10(5), 716-724, 2009.
[19] Thomas, K.M.; Reid, C.R.; J. Phys. Chem. B, 105, 10619-10629, 2001.
[20] Hutson, N.D.; Yang, R.T.; Adsorption, 3, 189–195, 1997.
[21] Dubinin, M.M.; J. Colloid and Interface Science, 23, 487–499, 1967.
[22] Monika, J.; Garg, V.; Kadirvelu, k.; Hazardous materials,162, 365 – 372, 2009.