سنتز جاذب غربال مولکولی کربنی از ضایعات لیگنو سلولزی و استفاده از آن برای جذب و جداسازی گاز

در این مطالعه، غربال مولکولی کربنی (cms) از ساقه سورگوم جارویی به عنوان یک پیش ماده ارزان قیمت به روش رسوب دهی بخار شیمیایی (cvd) با متان ساخته شد. سورگوم جارویی نوعی سورگوم می باشد که تنها در ساخت جارو استفاده می شود و کاربرد دیگری ندارد. در ابتدا به منظور بررسی اثر عملیات حرارتی دو نمونه کربن فعال به روش فعال سازی شیمیایی با zncl2 ساخته شدند. پیرولیز مواد خام جهت ساخت کربن فعال در دو دمای oc 800 و oc 950 به مدت یک ساعت انجام شد. بهترین نمونه کربن فعال ساخته شده با بالاترین ویژگی منافذ جهت ساخت cms به کار گرفته شد. جهت کاهش سایز دهانه حفرات، ساختار کربن فعال توسط پیرولیز متان اصلاح شد. رسوب دهی متان در دمای oc800 و در شدت جریان های 200،100 و ml/min 300 از متان و به مدت 90 دقیقه انجام شد. جذب سطحی گاز های co2 و ch4 روی کربن فعال و cms با به کارگیری روش حجم سنجی در محدوده دمای 308-288 کلوین و تا فشار 40 بار مورد آزمایش قرار گرفت و سپس از نظر ایزوترم مناسب تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد با افزایش شدت جریان متان از 100 به ml/min 200، میزان جذب co2 افزایش پیدا کرد زیرا برخی از مزوحفرات و ماکرو حفرات کربن فعال به میکروحفرات تبدیل می شوند. در شدت جریان بالاتر متان برخی از حفرات به وسیله رسوب کک بسته می شوند و در نتیجه میزان جذب co2 کاهش پیدا کرد. این نتایج نشان داد که برای به دست آوردن مقدار بهینه از ظرفیت جذب، شدت جریان رسوب دهی باید در محدوده ml/min 200 باشد. به منظور ارزیابی انتخابگری سینیتیکی سرعت جذب co2 و ch4 اندازه گیری شد. نتایج هر دو بررسی تعادلی و سینیتیکی عملکرد بهتر جداسازی co2 از ch4 را برای cms در مقایسه با کربن فعال تایید کرد. نتایج نشان داد با رسوب کک روی کربن فعال طی فرایند cvd به علت بسته شدن برخی از میکرو حفرات مساحت سطح از 1121 به 815 و حجم حفرات از 5668/0 به 3/0 کاهش پیدا کرد با این حال کاهش میانگین قطر حفرات از 02/2 به 47/1 نانومتر می تواند دلیلی برای عملکرد بهتر cms باشد. انتخابگری بالای 26 در جداسازی co2/ch4 برای نمونه cms در دمای k 298 به دست آمد. همچنین گرمای جذب ایزواستریک بر اساس معادله کلازیوس-کلاپیرون ارزیابی شد. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد که فرایند به کار گرفته شده در این کار، خواص غربال مولکولی کربن فعال را بهبود بخشیده است وcms ساخته شده کارایی موثری در جداسازی co2 از ch4 دارد.