فرمت فایل : word (قابل ویرایش) تعداد صفحات : 26 صفحه
چکیده
در مقاله حاضر، یک روش جدید تهیه غربال های مولکولی کربنی ارائه گردیده که در آن از فرآیند دو مرحله ای رسوب گذاری کربن و انسداد روزنه ها بر روی پایه ای از جنس کربن فعال تجاری استفاده شده است. در این روش و در نخستین مرحله انسداد روزنه ها، از تجزیه حرارتی هیدروکربن های موجود در قیر قطران زغال سنگ استفاده گردید و در مرحله دوم برای کاهش بیشتر ابعاد روزنه ها تا مقدار مناسب، از تجزیه حرارتی بخار بنزن استفاده شد. نتایج نشان داده اند که در مرحله تجزیه حرارتی هیدروکربن ها، یک ساختار متخلخل یکنواخت با ابعاد روزنه هایی حدود Å 5 در کربن بوجود می آید و در مرحله دوم، قطر روزنه ها در محصول به حدود Å 4 کاهش می یابد. این عمل، جداسازی سینتیکی اکسیژن از نیتروژن توسط ماده متخلخل بوجود آمده را امکان پذیر می سازد. همچنین در بررسی های به عمل آمده، اثر دما و زمان تجزیه حرارتی بخار بنزن نیز به منظور یافتن شرایط بهینه، مورد مطالعه قرار گرفته است.
مقدمه
غربال مولکولی کربنی[1] ماده ای است متخلخل با ساختمان آمورف که به شکل صفحات در هم پیچیده شده بوده و متوسط قطر روزنه ها در آن نزدیک به اندازه مولکول های جذب شونده می باشد [1]. جداسازی مولکول ها در غربال های مولکولی کربنی بر اساس اختلاف در سرعت نفوذ آنها به داخل روزنه های ریز[2] و یا به عبارت دیگر، سرعت جذب آنها می باشد. به کمک ویژگی فوق می توان از این مواد برای جداسازی مولکول هایی با ابعاد نزدیک به یکدیگر استفاده نمود.
غربال های مولکولی کربنی به دلیل ماهیت شیمیایی و همچنین داشتن ساختار منحصر به فرد، در مقایسه با دیگر غربال های مولکولی نظیر زئولیت ها، مزایای قابل توجهی دارند که موجب می شوند تا بتوان از آنها در کاربردهای خاص و ویژه بهره جست. این مزایا عبارت از آبگریزی بالا، مقاومت شیمیایی در برابر اسیدها و بازها، پایداری ساختار کربنی در دمای بالا و در محیط های خنثی، دارا بودن روزنه های صفحه ای شکل (که امکان جداسازی مولکول های خطی از مولکول های شاخه دار را فراهم می سازند) و همچنین هزینه پایین ساخت می باشند.
غربال های مولکولی کربنی در حال حاضر برای جداسازی مخلوط های گازی متعددی به کار برده شده اند که از جمله آنها می توان به جداسازی هوا (اکسیژن از نیتروژن)، متان از دی اکسید کربن، متان از گزنون، اتان از اتیلن، پروپان از پروپیلن و جداسازی هیدروژن از مخلوط گازها اشاره نمود [2, 3]. امروزه کاربرد غربال های مولکولی کربنی برای جداسازی هوا به خوبی توسعه داده شده و با استفاده از این جاذب ها در فرآیند جذب نوسانی با فشار(PSA[3])، می توان جریان نیتروژنی با خلوص 95 الی 7/99 درصد را از هوا تولید کرد.
تحقیق درباره ساخت غربال مولکولی کربنی توسط فرآیند دو مرحله ای انسداد روزنه های کربن فعال
