การจับยึดคาร์บอนไดออกไซด์บนถ่านกัมมันต์ดัดแปรด้วยเอมีนจากไม้ไผ่

ภานุพงศ์ ประเสริฐสุข

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/63539

Title:	การจับยึดคาร์บอนไดออกไซด์บนถ่านกัมมันต์ดัดแปรด้วยเอมีนจากไม้ไผ่
Other Titles:	CO2 Capture On Amine-Modified Activated Carbon From Bamboo
Authors:	ภานุพงศ์ ประเสริฐสุข
Advisors:	ณัฐธยาน์ พงศ์สถาบดี
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email:	[email protected]
Issue Date:	2561
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์บนตัวดูดซับถ่านกัมมันต์ที่ได้จากไม้ไผ่ และตัวดูดซับถ่านกัมมันต์ที่ถูกกระตุ้นและดัดแปรด้วยเตตระเอทิลีนเพนทามีนหรือพอลิเอทิลีนอิมไมด์ ตัวแปรที่ศึกษามีดังนี้ อุณหภูมิที่ใช้ในการกระตุ้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ อัตราส่วนน้ำหนักตัวดูดซับต่อน้ำหนักกรดฟอสฟอริก ชนิดของเอมีน ปริมาณเอมีนที่ใช้ และความชื้นในก๊าซขาเข้า ช่วงอุณหภูมิในการดูดซับตั้งแต่ 30 ถึง 110 องศาเซสเซียส ตัวดูดซับจะถูกวิเคราะห์ลักษณะพื้นที่ผิวจำเพาะด้วยเทคนิคดูดซับ/คายซับไนโตรเจนพบว่าการกระตุ้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิ 600 ถึง 800 องศาเซสเซียสจะทำให้ตัวดูดซับมีพื้นที่ผิวจำเพาะและปริมาตรรูพรุนมีค่าสูงขึ้นโดยจะมีค่าเท่ากับ 432.92 ตารางเมตรต่อกรัม 0.23 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม ตามลำดับ เมื่อใช้อัตราส่วนน้ำหนักตัวดูดซับต่อน้ำหนักกรดฟอสฟอริกสูงขึ้นจะทำให้มีปริมาตรูพรุนขนาดเมโสและมาโครมากขึ้น จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิควิเคราะห์องค์ประกอบขั้นสูงพบว่าเมื่อเพิ่มน้ำหนักกรดฟอสฟอริก ทำให้มีปริมาณธาตุออกซิเจนสูง เมื่อวิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโคปี พบว่าเมื่อกระตุ้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงทำให้ตัวดูดซับเกิดการสลายตัว ส่วนการกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริกจะพบหมู่ฟอสเฟสหลงเหลือที่พื้นผิวตัวดูดซับ จากการวิเคราะห์ความเป็นผลึกด้วยการเลี้ยวเบนของรังสีเอ๊กซ์ การกระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริกที่สัดส่วนสูงทำให้ระนาบ (001) (110) และ (002) เกิดจุดบกพร่อง จากผลการทดลอง พบว่าตัวดูดซับที่ถูกกระตุ้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิ 700 องศาเซสเซียสจะให้ความสามารถในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์เท่ากับ 0.97 มิลลิโมลต่อกรัม เมื่อนำมากระตุ้นด้วยกรดฟอสฟอริกแล้วดัดแปรด้วยเตตระเอทิลีนเพนทามีนพบว่า ความสามารถในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้นเป็น 1.14 มิลลิโมลต่อกรัม เมื่อไม่มีความชื้นในกระแสก๊าซขาเข้าและมีค่าเป็น 1.31 มิลลิโมลต่อกรัม เมื่อมีความชื้นในกระแสก๊าซขาเข้า ในส่วนของการศึกษาการฟื้นฟูสภาพตัวดูดซับพบว่า ความสามารถในการดูดซับลดลงประมาณร้อยละ 1.82 ในรอบที่ 10 ของวัฏจักรการดูดซับ ในส่วนของการศึกษาจลหพลศาสตร์พบว่าแบบจำลองปฏิกิริยาอันดับหนึ่งเทียมสามารถอธิบายกลไลการเกิดการดูดซับได้เหมาะสมที่สุด จากสมการของอาร์เรเนียสพบว่าเมื่อดัดแปรด้วยเอมีนทำให้มีค่าพลังงานกระตุ้นลดลงเนื่องจากหมู่เอมีนมีความว่องไวต่อคาร์บอนไดออกไซด์
Other Abstract:	In this research, the objective was to study CO2 adsorption performance on amine modified bamboo activated carbon under the influence of activation temperature, weight ratio of adsorbent to H3PO4, amine-type, amine content and moisture level. The adsorbents were characterized by N2 sorption-desorption analysis, elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction. From the characterization, higher activation temperature in CO2 atmosphere improved the specific surface area and total pore volume. The highest specific surface area and total pore volume was around 432.9 m2/g and 0.23 cm3/g respectively when activating at 800 °C. From FTIR results, it showed that the phosphate group remained on the surface of adsorbent at the highest acid ratio. From XRD diffraction, (001) Plane was defected by CO2 activation. (001) (110) and (002) plane was defected at the highest acid ratio. In CO2 adsorption measurement, the highest adsorption capacity was 0.97 mmol/g after CO2 activation at 700 °C. Adsorbent with Tetraethylenepentamine (TEPA) impregnation expressed higher adsorption capacity than the one with polyethyleneimine impregnation. The capacity about 1.14 mmol/g at 90 °C was achieved when impregnation 40%wt. TEPA. A present of moisture 3%vol increase CO2 adsorption capacity to 1.31 mmol/g. The CO2 adsorption capacity was dropped by 1.82% after 10 cycle adsorption-desorption. The kinetic study explains that pseudo first order kinetic model can describe the mechanism of CO2 adsorption. From the Arrhenius equation, activation energy in humid condition shows lower than dry condition.
Description:	วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2561
Degree Name:	วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level:	ปริญญาโท
Degree Discipline:	เคมีเทคนิค
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/63539
URI:	http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2018.561
metadata.dc.identifier.DOI:	10.58837/CHULA.THE.2018.561
Type:	Thesis
Appears in Collections:	Sci - Theses

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
5972042423.pdf		2.92 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record