سنتز و تعيين مشخصات جاذب هاي CuO، ZnO و CeO2 بر پايه سيليكاي مستخرج از خاكستر سبوس برنج و ارزيابي عملكرد آن در گوگردزدايي از سوخت مدل

Synthesis and characterization of CuO, ZnO and CeO2 adsorbents based on silica derived from Rice husk ash and evaluation of its performance in the desulfurization process of model fuel

در اين پژوهش در ابتدا سيليكاي آمورف خالص از خاكستر سبوس برنج به طريق استخراج اسيدي سپس كلسيناسيون و استخراج قليايي و درنهايت تيتراسيون توسط اسيد استخراج شد. در ادامه، سنتز جاذب‌ها از طريق بارگذاري مس، روي و سريم به ميزان 13% وزني فلز به روش تلقيح بر روي پايه سيليكا انجام شد. در نهايت، عملكرد جاذب‌هاي سنتز شده در فرايند گوگردزدايي جذبي جهت حذف ماده 4و6-دي‌متيل‌دي‌بنزوتيوفن از سوخت مدل بررسي شد. براي بررسي خواص فيزيكي- شيميايي جاذب‌هاي سنتز شده از آناليزهاي BET و FESEM كه مجهز به EDX است، استفاده‌شده است. ايزوترم جذب و واجذب نيتروژن براي نمونه‌ها نشان داد كه حفره‌ها در محدوده مزو(nm50-2) قرار دارند. بيشترين ميزان ظرفيت جذب در غلظت ppm 500 براي جاذب بارگذاري شده توسط مس برابر mg/g 23/7 حاصل شد. همچنين با بررسي ايزوترم‌هاي تعادلي لانگموير، فرندليچ و دوبينين- رادوشكويچ، ايزوترم لانگموير بيشترين تطابق را با داده‌هاي تجربي داشت. طبق ايزوترم‌ دوبينين- رادوشكويچ ثابت شد، مكانيزم غالب در جذب سطحي در اين پژوهش، فيزيكي است. جهت بررسي سينتيك جذب معادلات شبه درجه اول و شبه درجه دوم نيز بررسي شدند. سينتيك شبه درجه دوم با R2 برابر 0/99 با داده‌هاي تجربي برازش شد.

In this study, the aim is to extract pure amorphous silica from rice husk ash by acid leaching, then calcination and base leaching, and finally titration by acid. Then, the synthesis of adsorbents was performed through loading of copper, zinc and cerium at the rate of 13% by weight of metal by impregnation method on silica support. Finally, the performance of the synthesized adsorbents in the adsorptive desulfurization process was investigated to remove 4, 6-dimethyldibenzothiophene from the model fuel. Nitrogen adsorption - desorption isotherms for the samples showed that the pores are in the mesopore range. The highest adsorption capacity was obtained at a concentration of 500 ppm for CuO/SiO2 adsorbent equal to 23.7 mg/g. Also, by examining the Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich equilibrium isotherms, the Langmuir isotherm was most consistent with the experimental data. Also, according to Dubinin-Radushkevich isotherm it was proved that the dominant mechanism in adsorption is chemical. In order to investigate the adsorption kinetics in this study, pseudo-first order and pseudo-second order equations were also examined. The pseudo-second order kinetic was fitted with experimental data with R-squared of 0.99 were fitted to the experimental data. BET and FESEM equipped with EDX analyzes have been used to investigate the physicochemical properties of the synthesized adsorbents. Also, the concentration of fuel solution was determined by UV-VIS.