بررسي اثر نانوذره نقره نشانده شده بر ظرفيت جذب زئوليت USY در فرايند جذب بخارات تولوئن از جريان هوا

The Effect of Silver Nanoparticles on the Absorption Capacity of Ultra-stable Y Zeolite in the Process of Absorption of Toluene Vapors from the Airflow

مقدمه: تولوئن بعنوان يكي از مهم­ترين آلاينده­ ها در صنايع مختلفي مانند پتروشيمي مطرح مي ­باشد. جذب حلال­ ها بر روي بستر مناسب يك روش كنترل موثر براي تركيبات آلي فرار مي ­باشد. هدف اين مطالعه، تعيين اثر نانوذره نقره نشانده شده بر ظرفيت جذب زئوليت USY در فرآيند جذب بخارات تولوئن از جريان هوا بود. روش كار: تركيب كاتاليست Ag/USY با استفاده از روش اشباع تهيه گرديد و از هر كدام از جاذب­ ها به مقدار 1 گرم در داخل راكتور استوانه ­اي از جنس شيشه كوارتز كه به طول 25 سانتي­متر و قطر داخلي 10 ميلي­متر مي ­باشد قرار داده و به منظور اينكه جرياني از بخارات تولوئن به شكل ديناميك درون راكتور وجود داشته باشد از روش اشباع سازي استفاده شد. اندازه ­گيري غلظت تولوئن در ورودي و خروجي با استفاده از دستگاه قرائت مستقيم انجام شد. كارائي جاذب­ ها بر اساس نقطه شكست و ظرفيت جذب تعيين شد. يافته ها: بخارات ديناميك تولوئن با غلظت ppm 40­ و دبي هوا L/min 0/5 توسط 1 گرم جاذب USY و Ag/USY كه 3/9 درصد نانو ذرات نقره نشانده شده بود به ترتيب در مدت 465 و 873 دقيقه به طور كامل جذب گرديد، پس از آن نقطه شكست رخ داد و به تدريج ميزان جذب كاهش يافت بطوريكه به ترتيب در مدت زمان 153 و 162 دقيقه اشباع گرديد و غلظت بخارات تولوئن در خروجي راكتور با مقدار اوليه برابر شد. نتيجه گيري: نتايج تحقيق نشان داد، جاذب Ag/USY كه شامل 3/9 درصد نانوذارات نقره مي ­باشد، در مقايسه با زئوليت تنها داراي زمان شكست و ميزان جذب بالاتري بود.

Background and Objective: Toluene is one of the most important pollutants in various industries such as petrochemicals. Absorption of solvents on the substrate is an effective control method for volatile organic compounds. The purpose of this study was to determine the effect of silver nanoparticles on the absorption capacity of (ultra-stable Y) USY zeolite in the process of toluene vapor absorption from the airflow. Materials and Methods: The Ag/USY catalyst composition was prepared using an impregnation method, and 1 g of each adsorbent was placed in a quartz glass cylinder with a length of 25 cm and an inner diameter of 10 mm. In order to maintain a dynamic flow of toluene vapor in the reactor, the impregnation method was used. Input and output toluene concentrations were measured using a direct reading instrument. Effectiveness of the absorbents was determined based on breaking point and adsorption capacity. Results: Dynamic toluene vapor with a concentration of 40 ppm and airflow rate of 0.5 L/min was fully absorbed by 1 g of USY and Ag/USY containing silver nanoparticles (3.9%) in 465 and 873 minutes. Afterwards, the breaking point occurred and absorption gradually decreased, such that the breaking point was saturated at 153 and 162 minutes, respectively, and the concentration of toluene vapor in the reactor outlet was equal to the baseline value. Conclusion: Our results showed that Ag/USY adsorbent containing 3.9% of silver nanoparticles only had a higher breaking time and absorption rate relative to zeolite.