مهندسی متالورژی و مواد

مهندسی متالورژی و مواد

بررسی سیلیس‌زدایی کنترل‌شده زئولیت ZSM-5 و بهبود گوگردزدایی جذبی در شرایط ملایم

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان
1 گروه طراحی فرایند، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
2 Babol Noshirvani University of Technolog
چکیده
کاهش گوگرد در سوخت‌ها یکی از مؤثرترین راهکارها برای کاهش انتشار گازهای اکسیدی گوگرد به اتمسفر محسوب می‌شود. در میان روش‌های مختلف، گوگردزدایی جذبی به دلیل شرایط عملیاتی ملایم و هزینه‌ی پایین، گزینه‌ای مناسب برای تصفیه‌ی سوخت است. در این پژوهش، اثر اصلاح قلیایی منفرد و ترکیبی (NaOH) و (NaOH+TPAOH) بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و عملکرد جذبی زئولیت ZSM-5 در گوگردزدایی جذبی از سوخت مدل با غلظت پایین گوگرد بررسی شد. هدف اصلی، ایجاد مزوحفرات کنترل‌شده به‌منظور افزایش ظرفیت و سرعت جذب ترکیبات گوگردی مانند تیوفن و دی‌بنزوتیوفن بود. نتایج آزمون‌های XRD، FT-IR و BET نشان داد که اصلاح قلیایی موجب تشکیل ساختار سلسله‌مراتبی بدون تخریب چارچوب بلوری زئولیت می‌شود. استفاده از محلول ترکیبی NaOH+TPAOH باعث ایجاد مزوحفرات یکنواخت‌تر و افزایش مساحت سطح ویژه از m²/g 324 به 368 گردید. نتایج گوگردزدایی نشان داد نمونه‌ی اصلاح‌شده با NaOH+TPAOH بالاترین ظرفیت جذب را برای تیوفن (mgS/g 3/15) و دی‌بنزوتیوفن (mgS/g 7/6) از خود نشان داد که به‌طور قابل‌توجهی بالاتر از نمونه‌ی اصلاح‌شده با NaOH خالص بود. این بهبود به توسعه‌ی مزوحفرات و افزایش دسترسی به سایت‌های فعال داخلی نسبت داده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که ایجاد ساختارهای مزوحفره‌ای یکنواخت در ZSM-5 می‌تواند کارایی گوگردزدایی جذبی را حتی در شرایط عملیاتی ملایم به‌طور چشمگیری افزایش دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of Controlled Desilication of ZSM-5 Zeolite and Enhancement of Adsorptive Desulfurization under Mild Conditions

نویسندگان English

Danial Shafiei 1
Javad Ahmadpour 2
1 Process Design Department, Chemical Engineering Faculty, Babol Noshirvani University of Technology
2 Chemical Engineering Faculty, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده English

Sulfur reduction in fuels is one of the most effective strategies for reducing sulfur oxide emissions to the atmosphere. Among the various methods, adsorption desulfurization is a suitable option for fuel purification due to its mild operating conditions and low cost. In this study, the effect of single and combined alkaline modification (NaOH and NaOH+TPAOH) on the physicochemical properties and adsorption performance of ZSM-5 zeolite in adsorption desulfurization of a model fuel with low sulfur concentration was investigated. The main goal was to create controlled mesopores in order to increase the capacity and rate of adsorption of sulfur compounds such as thiophene and dibenzothiophene. The results of XRD, FT-IR and BET tests showed that alkaline modification leads to the formation of a hierarchical structure without destroying the crystal framework of the zeolite. The use of the combined NaOH+TPAOH solution led to the creation of more uniform mesopores and an increase in the specific surface area from 324 to 368 m²/g. The desulfurization results showed that the NaOH+TPAOH modified sample exhibited the highest adsorption capacity for thiophene (15.3 mgS/g) and dibenzothiophene (6.7 mgS/g), which was significantly higher than that of the pure NaOH modified sample. This improvement was attributed to the expansion of mesopores and increased accessibility to internal active sites. The results indicate that the formation of uniform mesopore structures in ZSM-5 can significantly enhance the adsorption desulfurization efficiency even under mild operating conditions.

کلیدواژه‌ها English

ZSM-5 zeolite
desilication treatment
NaOH
TPAOH
adsorptive desulfurization
hierarchical structure
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 10 تیر 1405