بررسي جذب سطحي كربن مونوكسيد، هيدروژن و متان بر روي غربال مولكولي كربني

Adsorption of carbon monoxide, hydrogen and methane on carbon molecular sieve

فرايند جداسازي گازهاي كربن مونوكسيد، هيدروژن و متان از مخلوط گازها داراي اهميت ويژه اي در صنايع شيميايي است. در اين پژوهش، مقدار جذب اين گازها بر روي غربال مولكولي كربني (CMS) در دماي 20 درجه سانتي گراد در گستره فشار 200 تا 3500kPa به روش حجمي مورد بررسي قرار گرفته است. بيشترين مقدارهاي جذب كربن مونوكسيد، هيدروژن و متان به ترتيب 98/ 6 ، 3/39و 2/77mmol.g-1 به دست آمده است. نمودار هم دماي جذب اين گازها با استفاده از نرم افزار اكسل، منطبق با مدل لانگمير ارزيابي شده است. نمودار هم دماي جذب لانگمير نشان مي دهد كه سرعت جذب گازهاي كربن مونوكسيد، هيدروژن و متان با غربال مولكولي كربني بر اساس تفاوت در سرعت جذب اين گازها صورت مي گيرد و از مد ل هاي سينتيكي شبه مرتبه دوم پيروي مي كند. با استفاده از مدل دوبينين رادوشكويچ (DR) حداكثر حجم گاز جذب شده در ريز حفره ها و انرژي پتانسيل جذب براي پيش بيني نوع جذب محاسبه شد. انرژي پتانسيل به دست آمده براي جذب كربن مونوكسيد، هيدروژن و متان به ترتيب 7/95 ،7/78 و1-7/79kJ.molبه دست آمده اند.

Separation of carbon monoxide, hydrogen and methane from gas mixtures is an important industrial process. In this work, the adsorption capacity of carbon molecular sieve (CMS) for these gases was studied by volumetric method at temperature of 20 °C and pressure in the range of 200- 3500 kPa. Maximum adsorption of carbon monoxide, hydrogen and methane was 6.98, 3.39 and 2.77 mmol.g-1, respectively. Adsorption isotherms of these gases by using Excel showed to be a Langmuir type adsorption. Gas adsorption rate was calculated and showed that carbon monoxide, hydrogen and methane adsorptions by CMS were based on the difference between their adsorption rates and followed a kinetic rate of pseudo second-order. The maximum volume of adsorption gas of micro pores and potential energy as the parameter for predicting the type of adsorption were calculated using Dubinin-Radushkevich (DR) method. Adsorption potential energy for carbon monoxide, hydrogen and methane were in the order of. 7.95, 7.78 and7.79 kJ.mol-1.