گوگرد زدایی از سوخت دیزل مدل توسط جاذب‌های 𝛄Al2O3 و Ni/𝛄Al2O3 و بررسی هم دماهای جذب آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس دانشکده شیمی

چکیده

در این پژوهش فرایند جذب ترکیب 4و6-دی متیل دی بنزو تیوفن از سوخت مدل (نرمال هگزان - 4و6-دی متیل دی بنزو تیوفن)، توسط جاذب‌های Al2O3 و Ni/Al2O3 موردمطالعه قرار گرفت. بهترین آلومینای تجاری از بین 4 نوع آلومینای تهیه‌شده از شرکت‌های داخلی، توسط آزمایش جذب، انتخاب شد. برای افزایش ظرفیت جذب، درصدهای مختلف فلز نیکل روی سطح آلومینا با روش تلقیح مرطوب بارگذاری شد و تاثیر آن بر میزان جذب موردبررسی قرار گرفت. آزمایش‌های جذب سطحی در فرایند ناپیوسته و به مدت 24 ساعت موردمطالعه قرار گرفت و میزان جذب توسط دستگاه طیف‌سنج نور مرئی-فرابنفش اندازه‌گیری شد؛ نمونه‌های سنتز شده توسط آنالیزهای طیف‌سنجی فلوئورسانس پرتو ایکس، پراش پرتو ایکس و تخلخل سنجی جذب و واجذب نیتروژن، مشخصه یابی و تحلیل شدند. نتایج نشان داد، بیشترین میزان جذب 4و6-دی متیل دی بنزو تیوفن از سوخت مدل با بارگذاری 15/0 گرم نیکل بر روی هر گرم آلومینا (0.15gr Ni/gr Al2O3)، به دست می‌آید. درنهایت داده‌های تعادلی جذب سطحی، با هم‌دماهای جذب لانگمویر، فروندلیچ و دوبینین-رادشکویچ برازش شدند و طبق نتایج مدل لانگمویر بیشترین تطابق را با داده‌های تعادلی از خود نشان داد و بر اساس آن ماکزیمم ظرفیت جذب برای جاذب‌های Al2O3 و 0.15Ni/Al2O3 به ترتیب 253/1 و 97/15 میلی گرم بر گرم به دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Desulfurization of model diesel fuel via 𝛄Al2O3 and Ni/𝛄Al2O3 adsorbents and determination of their adsorption isotherms

نویسندگان [English]

  • Mohammad Ali Abedi 1
  • Ramin Karimzadeh 2
  • Saeed Abbasizadeh 1
1 Tarbiat Modares University
2 Tarbiat Modares University
چکیده [English]

In this work, adsorption of 4,6-dimethyldibenzotiophene (4,6-DMDBT) on Al2O3 and Ni/Al2O3 adsorbents from model diesel fuel (n-hexane-4,6-DMDBT) was investigated in the batch system. At the first, the best alumina selected between 4 type of commercial alumina by adsorption process in the batch system, and then for enhance the adsorption capacity of alumina its surface modified with different percentage of nickel by wetness impregnation method. All adsorption experiments studied in batch systems and equilibrium data obtain after 24 hours in each system. For determination of adsorption capacity, UV-visible spectroscopy used and for characterization of adsorbents, we used XRD, XRF and nitrogen adsorption-desorption analyses. The results indicated that the highest adsorption capacity obtain when 0.15 gram of nickel load on 1 gram alumina (0.15gr Ni/gr Al2O3). Adsorption equilibrium data fitted with Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich isotherms and Langmuir isotherm best described this adsorption process and predicted maximum adsorption capacity 1.253 and 15.97 mg/g for Al2O3 and Ni/Al2O3 respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Desulfurization
  • Adsorption
  • nickel/alumina
  • 4
  • 6-dimethyldibenzothiophene
  1. L. F. Brown, A comparative study of fuels for on-board hydrogen production for fuel-cell-powered automobiles, International Journal of Hydrogen Energy, 26, 2001, pp. 381-397.
  2. A. Srivastav, V. C. Srivastava, Adsorptive desulfurization by activated alumina, Journal of Hazardous Materials, 170, 2009, pp.1133-1140.
  3. R. T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Book, 2003.
  4. F. Aparicio, E. Camú, M. Villarroel, N. Escalona and P. Baeza, Deep desulfurization by adsorption of 4,6-dimethyldibenzothiophene, study of adsorption on different transition metal oxides and supports, Journal of the Chilean Chemical Society, 58, 2013, pp. 2057-2060.
  5. R. Neubauer, M. Husmann, C. Weinlaender, N. Kienzl, E. Leitner and C. Hochenauer, Acid base interaction and its influence on the adsorption kinetics and selectivity order of aromatic sulfur heterocycles adsorbing on Ag-Al2O3, Chemical Engineering Journal, 309, 2017, pp. 840-849.
  6. N. A. Khan and S. H. Jhung, Adsorptive removal and separation of chemicals with metal-organic frameworks: contribution of π-complexation, Journal of Hazardous Material, 325, 2016, pp. 198-213.
  7. D. J. Safarik and R. B. Eldridge, Olefin/paraffin separations by reactive absorption: a review, Industrial & Engineering Chemistry Research, 37, 1998, pp. 2571-2581.
  8. Q. C. YU, S. C. Zhang and Y. Bin, Dispersion of copper oxide supported on γ-alumina and its sulfation properties, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 21, 2011, pp. 2644-2648.
  9. R. G. Pearson, Hard and soft acids and bases, Journal of the American Chemical Society, 85, 1963, pp. 3533-3539.
  10. B. Li, Y. Duan, D. Luebke and B. Morreale, Advances in CO2 capture technology: a patent review, Applied Energy, 102, 2013, pp. 1439-1447.
  11. J. Liao, Y. Zhang, W. Wang, Y. Xie and L. Chang, Preparation of γ-Al2O3 sorbents loaded with metal components and removal of thiophene from coking benzene, Adsorption, 18, 2012, pp. 181-187.
  12. H. Wu and L. S. Wang, A study of nickel monoxide (NiO), nickel dioxide (ONiO), and Ni (O2) complex by anion photoelectron spectroscopy,The Journal of Chemical Physics, 107, 1997, pp. 16-21.
  13. K. Sarda, A. Bhandari, K. Pant and S. Jain, Deep desulfurization of diesel fuel by selective adsorption over Ni/Al2O3 and Ni/ZSM-5 extrudates, Fuel, 93, 2012, pp. 86-91.