سنتز نانو جاذبهای کربنی و مقایسه کاربرد آنها در ذخیره سازی گاز متان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی ارومیه

2 گروه مهندسی شیمی، صنعتی ارومیه

چکیده

در این مقاله جاذب‌های مورد استفاده از نوع نانوجاذب‌های پایه کربنی (کربن فعال، نانولوله کربنی خالص و عاملدار و گرافن متخلخل) می‌باشند که به روش رسوب بخار شیمیایی (CVD) سنتز شدند و با استفاده از آنالیزهای SEM ، TEM ،FTIR ، XRD و BET صحت سنتز آنها مورد بررسی قرار گرفت. ظرفیت جذب در سه دمای 28و45 و60 درجه سانتی گراد با سه معادله ایزوترمی لانگمویر، فرندلیچ و تمکین تطابق داده شد که طبق نتایج حاصل ایزوترم‌های لانگمویر و تمکین برای پیش‌بینی مقدار گاز جذب شده مناسب تر می‌باشند. عدد R-Square برای ایزوترم لانگمویر در مورد جاذب نانولوله خالص و عاملدار به ترتیب 0.9963 و 0.9997 و برای کربن فعال 0.9995 حاصل شده است که نزدیک ترین معادله ایزوترمی برای این جاذب ها بوده است در حالی که در مورد جاذب گرافن نزدیک ترین پیش‌بینی مربوط به ایزوترم تمکین با مقدارR ، 0.9986 محاسبه شده است. با افزایش دما، مقدار گاز جذب شده کاهش و با افزایش فشار، افزایش می‌یابد. بیشترین مقدار جذب در دمای oC28 و در فشار 40 بار رخ داده است. در بین جاذب‌ها، گرافن متخلخل در دمای oC 28 و فشار 40 بار با اختلاف بهترین عملکرد را از خود نشان داده است که با توجه به سطح ویژه بالای آن، مطابق آنالیز BET (m2/g 1200) چنین نتیجه ای قابل پیش‌بینی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

synthesis of carbonous nanoadsorbents and their application in methane gas storage

نویسندگان [English]

  • mehdi hasan soltani 1
  • Seyed Salar Meshkat 2
  • arash afghan 1
1 Faculty of Chemical Engineering, Urmia University of Technology, Urmia, Iran
2 Faculty of Chemical Engineering, Urmia University of Technology, Urmia, Iran
چکیده [English]

In this reserach, adsorbed natural gas (ANG) methods have been studied. The adsorbents used in this thesis are carbon-based nano-sorbents (activated carbon, pure and functionalized carbon nanotubes, and porous graphene) which were synthesized by the chemical vapor deposition (CVD) method. The accuracy of synthesized results was examined using SEM, TEM, FTIR, XRD, and BET analyzes. The adsorption capacity of adsorbents for methane gas adsorption at three temperatures of 28, 45, and 60 ° C was calculated and matched with three isotherm equations of Langmuir, Freundlich, and Temkin. The R of the Langmuir isotherm for pure and functional nanotube adsorbents were 0.9963 and 0.9997, respectively, and for activated carbon was 0.9995, which is the closest isothermal equation for these adsorbents, while for the graphene adsorbent the closest prediction is Temkin isotherm with calculated R of 0.9986. It can be concluded that with increasing temperature, the amount of adsorbed gas decreases, and with increasing pressure, the amount of adsorbed gas increases. Therefore, the maximum adsorption for all adsorbents occurred at a temperature of 28 oC and a pressure of 40 bar. Among the used adsorbents, porous graphene showed the best performance at a temperature of 28 oC, and a pressure of 40 bar, which according to its high specific surface area, BET analysis (1200 m2/g), and significant pore size, such an outcome was predictable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • carbon nanotube
  • nanoadsorbents
  • gas storage
  • adsorbed natural gas