بررسی جذب بخارات تولوئن از هوا توسط نانو گرافن و گرافن اکساید از طریق طراحی پایلوت شبیه ساز هوای اتمسفری

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران

2 پژوهشگاه صنعت نفت ،مرکز تحقیقات نانو تکنولوژی، تهران، ایران

3 دانشکده محیط زیست و انرژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم علوم تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

جذب بخارات تولوئن از هوای اتمسفری از طریق جذب سطحی توسط جاذب ها و بر اساس استخراج فاز گازی می باشد. در مطالعه تجربی، با طراحی پایلوت شبیه ساز هوای اتمسفری، جذب بخارات تولوئن توسط جاذب های نانو گرافن و گرافن اکساید بررسی شده و کارایی جاذب ها در سیستم دینامیک و استاتیک مقایسه می گردد. همچنین تاثیر متغیرهای مختلف بر جذب تولوئن توسط نانو گرافن و گرافن اکساید نظیر، ظرفیت جذب، واجذب دمایی، زمان تماس، تکرارپذیری، مقدار جاذب و راندمان جذب بررسی گردیدند و بر اساس یافته های بدست آمده، ظرفیت و راندمان جذب توسط جاذب ها به نوع جاذب، جرم جاذب ، غلظت تولوئن، دما، جریان هوا و زمان تماس وابسته است. برای تعیین غلظت تولوئن هوا از دستگاه کروماتوگرافی گازی با آشکار ساز یونیزاسیون به طریقه شعله استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده، در شرایط بهینه میانگین ریکاوری جذب و ظرفیت جذب توسط نانو گرافن بیشتر از گرافن اکساید است. (راندمان جذب نانوگرافن 3/97 % بیش از راندمان جذب گرافن اکساید 5/23 % : ظرفیت جذب نانو گرافن 2/285 میلی گرم بر گرم بیش از ظرفیت جذب گرافن اکساید 3/67 میلی گرم بر گرم )  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Toluene absorption from air based on nano-graphene and nano-graphene oxide adsorbent through a pilot simulator of atmospheric air

نویسندگان [English]

  • Shahnaz Teimoori 1
  • hamid Shirkhanloo 2
  • sayyed alireza mirzahoseyni 3
چکیده [English]

      Absorption of toluene vapors from atmospheric air through surface absorption of adsorbents based on gas phase extraction was obtained. In experimental study, through pilot simulator, toluene vapors absorption and absorbents efficiency in the dynamic and static system was examined by nano graphene and graphene oxide (NG and GO).The effect of different parameters on toluene absorption by NG and GO such as: absorption capacity, temperature desorption, contact time and repeatability, the amount of sorbents and recovery adsorption were investigated. According to discovered findings, capacity and efficiency of absorption by absorbents depend to kind of absorbent, mass of absorbent, toluene density, temperature, air flow rate and contact time. The toluene concentration in air was determined by gas chromatography spectrometer with flame ionization detector (GC-FID). The mean of absorption recovery (AR) and the absorption capacity (AC) for nano graphene absorbent was higher than graphene oxide, respectively (ARNG: 97.3% > ARGO: 23.5%; ACNG: 285.2 mg/g > ACNGO: 67.3 mg/g)

کلیدواژه‌ها [English]

  • Toluene Vapors
  • Nano Graphene and Graphene Oxide
  • Absorption
  • Atmospheric Air Pilot
[1] D. Das, V. Gaur and N. Verma, Carbon 42(2004) 2949.

[2] B.T. Mohammad, M.C. Veiga, C. Kennes, Biotechnol. Bioeng. 15 (2007) 1423.

[3] C.L. Chen, H.Y. fang, and M. Shu, (2005) Taiwan J. Air Waste Manage. Assoc. 50 (2005) 1487.

[4] L. T. Hsieh, H. H. Yang, and H. W. Chen, Aerosol Air Qual. Res. 5 (2005) 154.

[5] L. Li and J.X . Liu, Inter. Biodeter. Biodegr. 58 (2006) 60.

[6] A.J. Daugulis, Trend Biotechnol. 19 (2001) 457.

[7] PM. Eller and ME. Cassinelli, Diane Publishing Co (USA) (1994).

[8] L.K. Wang, N.C. Pereira and Y.T. Hung,  J. Air pollu. control eng. 1(2004) 17. 

[9] H.H. Cox and  M.A. Deshusses, Bioreactors for waste gas treatment  6 ( 2001) 99.

[10] S. Kim and M.A. Deshusses, Chem. Eng. Sci. 63(2008) 856.

[11] M. Nes, A.R. Botello-Méndez, J. Campos-Delgado, YI. Vega-Cantú and FJ. Rodríguez-Macías,      Nano Today  5 (2010) 351.

[12] F. Su, C. Lu and S. Hu, Physicochem. Eng. Aspects 353 (2010) 83.

[13] M.S. Kyoung, K. Kyung Hwan, H. Gi Byoung, S. SungChul, B. Gwi-Nam and J. Jae Hee, Sci.  Total Environ. 493 (2014) 291 .

[14] S. Li, Z. Niu, X. Zhong, H. Yang, F. Zhang, W. Hu, Z. Dong, J. Jin and  J. Ma, J. hazard. Mater. 42 (2012) 229.

[15] M. Nabatilan, A. Harhad, P. Wolenski, W. Moe , Chem. Eng. J. 152 (2009) 449.

[16] H. Pourzamani, B. Bina, A. Rashidi and M.M. Amin, J. Environ. Health Eng. 1 (2012) , 546.

[17] M. A. Sidheswaran, H. Destaillats, D. Sullivan, S. Cohn and W. Fisk, Build. environ. 47 (2012) 357.

[18] W. N. Seung, G-S. Wang, P. Young-Kwon, C.K. Sang, Chem. Eng. J. 210 (2012) 500.

[19] Y. J. Tham, P. Abdul Latif, A. M. Abdullah, A. Shamala-Devi and Y. H. Taufiq-Yap, Bioresource Technol. 102(2010) 724.

[20] W. Wang, R. Ma, Q. Wu, C. Wang and Z. Wang, J. Chromatogr. A 1293 (2013) 20

[21] عباسی، محمود؛ یوسفی، راضیه؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 37(1394) ص87 .

[22] بذرگر، محمد؛ اصغری، علیرضا؛ دانشگاه سمنان، مجله علمی پژوهشی شیمی کاربردی، شماره 32 (1393) ص81 .