استفاده از نانوكامپوزيت گرافني مغناطيسي عامل‌دار شده با مايع يوني در گوگردزدايي

Application of Magnetic Graphene-based Nanocomposite Functionalized with Ionic Liquid for the Sulfur Removal from Gasoline

از آغاز انقلاب گرافن در سال 2004، اين ماده توجه زيادي را به خود جلب كرده است و ويژگي‌هاي فيزيك و شيميايي منحصر به فرد آن، اميدهاي بسياري براي استفاده از اين ماده در زمينه‌هاي مختلف به وجود آورده است. همچنين نانوذرات مغناطيسي كه به سادگي توسط يك آهن‌ربا از محيط جدا مي‌شوند، راهكار جديدي در حذف آلاينده‌ها به حساب مي‌آيند. در اين تحقيق، مزاياي آهن گرافن با جداسازي آسان نانوذرات مغناطيسي تركيب شده و پس از عامل‌دار شدن با مايع يوني، از نانوكامپوزيت مغناطيسي گرافني حاصل به منظور گوگردزدايي از بنزين استفاده شد. ساختار نانو كامپوزيت تهيه شده با دستگاه‌هاي مختلف بررسي گرديده و عوامل موثر بر فرآيند گوگردزدايي بهينه شد. مطالعات سينتيكي و ترموديناميكي به منظور بررسي مكانيسم حذف انجام گرفت. نتايج نشان داد كه تحت شرايط بهينه، 58% تيوفن طي min ا20 حذف مي‌شود و با تكرار مراحل حذف تا چهار مرتبه مي‌توان به گوگردزدايي عميق رسيد. بررسي داده‌هاي ترموديناميكي جذب نشان داد كه جذب سطحي از مدل لانگموير تبعيت مي‌كند. بنابراين، جذب بر تك لايه‌اي از سطح همگن نانوكامپوزيت صورت مي‌گيرد. حداكثر ظرفيت جذب mgا 113 تيوفن به ازاي gr ا1 نانوكامپوزيت محاسبه شد.

Since the start of the graphene revolution in 2004, it has captured increasing attention and has shown great promise in many applications arising from its unique physicochemical properties. On the other hand, magnetite nanoparticles which separate the materials based on magnetic properties have attracted great attention. Herein, the magnetic properties of the magnetite nanoparticles and the high adsorption capacity of graphene are combined to fabricate a new nanocomposite for the removal of sulfur compounds from gasoline. The synthesized nanocomposite was characterized by several techniques and effective parameters were optimized. The kinetic and thermodynamic data of the adsorption process were analyzed to clarify the mechanism of adsorption. The results showed that under optimal conditions, 58% of thiophen was removed in 20 min and deep desulfurization could be achieved during 4 cycles. The isothermal data conformed well to the Langmuir model, and thus a monolayer adsorption occurred on a homogeneous nanocomposite surface. The maximum sorption capacity of the nanocomposite for thiophene was 113 mg.g-1.