سنتز کامپوزیت هتروپلی‌اکسومتالات داوسون/کربن فعال و بررسی کاربرد کاتالیستی آن در حذف اکسایشی دی‌بنزوتیوفن

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

چکیده

در پژوهش حاضر، پس از سنتز کامپوزیت هتروپلی‌اکسومتالات داوسون/کربن فعال، عملکرد آن به عنوان کاتالیستی نوین در سولفورزدایی اکسایشی از یک سوخت مدل حاوی دی‌بنزوتیوفن مورد بررسی قرار گرفت. از آنالیزهای FTIR، XRD و SEM به منظور تعیین مشخصات کامپوزیت Dawson/AC استفاده شد. تحقیق در زمینه سه پارامتر عملیاتی دما، مقدار کاتالیست و میزان اکسنده مورد نیاز به منظور تعیین شرایط بهینه در سولفورزدایی اکسایشی انجام شد. بررسی اثر میزان بارگذاری هتروپلی اکسونتالات داوسون بر روی کربن فعال نشان می‌دهد که با افزایش میزان بارگذاری داوسون، عملکرد کاتالیستی کامپوزیت افزایش می‌یابد. بر اساس نتایج حاصل از پژوهش، کامپوزیت Dawson/AC قادر است در شرایط بهینه یعنی در شرایط دماییC ᵒ45، نسبت مولی O/S برابر با 10 و مقدار کاتالیست برابر با g cat/g F 005/0 و در مدت زمان 60 دقیقه، بازدهی برابر با 2/99% و یا بیشتر در سولفورزدایی اکسایشی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synthesis of Dawson Hetero-Polyoxometalate/Activated Carbon Composite and evaluation of its catalytic application for Oxidative removal of Dibenzothiophene

نویسندگان [English]

  • Ali Mojaverian Kermani 1
  • Ali Ahmadpour 1
  • Tahereh Rohani Bastami 2
1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Quchan University of Technology, Quchan, Iran
چکیده [English]

The presence of sulfur-containing compounds in fossil fuels has been considered as major source of SOx. Oxidative desulfurization (ODS) is recognized as a promising process to remove sulfur compounds in fossil fuels. Furthermore, in recent years, polyoxometalates (POMs), renowned as green catalysts, have attracted worldwide attention for their high efficiency in ODS. In this research, activated carbon (AC) supported dawson type hetero-polyoxometalate composite has been synthesized and evaluated as a new catalyst in oxidative desulfurization of model fuel containing dibenzothiophene. The prepared Dawson/AC catalysts were analyzed using FTIR, XRD, SEM. In order to optimize the operating conditions of ODS using Dawson/AC as catalyst, three conditions such as temperature, catalyst dosage and oxidant dosage were studied. Under optimized conditions, sulfur removal up to 99.2% or even higher than that using Dawson/AC composite as catalyst in ODS can be achieved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oxidative Desulfurization
  • Activated Carbon
  • Polyoxometalate
  • Dawson
  • Dibenzothiophene

مراجع

[1] R. Abro, S. Gao, X. Chen, G. Yu, A.A. Abdeltawab, S.S. Al-Deyab, J. Braz. Chem. Soc. 27 (2016) 998.
[2] T. Endo, H. Yagoh, K. Sato, K. Matsuda, K. Hayashi, I. Noguchi, K. Sawada, Atmos. Environ. 45 (2011) 1259.
[3] R. Wang, F. Yu, G. Zhang, H. Zhao, Catal. Today 150 (2010) 37.
[4] W. Trakarnpruk, K. Rujiraworawut, Fuel Process. Technol. 90 (2009) 411.
[5] V. Berti, A. Iannibello, Staz. Speriment. Combust, Milan (1975).
[6] S.G. McKinley, R.J. Angelici, Chem. Commun. (2003) 2620.
[7] Y. Shiraishi, Chem. Commun. 14 (2001) 1256.
[8] Z. Avakh, M. Shadman Lakmehsari, B. Farajmand, M.A. Rezvani, J. Appl. Chem. 16 (2020) 9. in Persian.
[9] D. Liu, Louisiana State University, 2010.
[10] Z. Feng, Y. Zhu, Q. Zhou, Y. Wu, T. Wu, Mater. Sci. Eng. B 240 (2019) 85.
[11] R. Wang, G. Zhang, H. Zhao, Catal. Today 149 (2010) 117.
[12] Q. Tang, S. Lin, Y. Cheng, S. Liu, J.-R. Xiong, Ultrason. Sonochem. 20 (2013) 1168.
[13] R. Roto, Y. Yusran, A. Kuncaka, Appl. Surf. Sci. 377 (2016) 30.
[14] L. Qin, Y. Zheng, D. Li, Y. Zhou, L. Zhang, Z. Zuhra, Fuel 181 (2016) 827.
[15] K. Yazu, Y. Yamamoto, T. Furuya, K. Miki, K. Ukegawa, Energy Fuels 15 (2001) 1535.
[16] M. Te, C. Fairbridge, Z. Ring, Appl. Catal., A 219 (2001) 267.
[17] Y. Zhu, M. Zhu, L. Kang, F. Yu, B. Dai, Ind. Eng. Chem. Res. 54 (2015) 2040.
[18] J. Qiu, G. Wang, Y. Zhang, D. Zeng, Y. Chen, Fuel 147 (2015) 195.
[19] M.A. Rezvani, M. Shaterian, M. Aghmashe, J. Appl. Chem. 14 (2019) 167. in Persian.
[20] M. Zhang, W. Zhu, S. Xun, H. Li, Q. Gu, Z. Zhao, Q. Wang, Chem. Eng. J. 220 (2013) 328.
[21] L. Liu, Y. Zhang, W. Tan, Front. Chem. Sci. Eng. 7 (2013) 422.
[22] Z. Han, Y. Zhao, J. Peng, A. Tian, Y. Feng, Q. Liu, J. Solid State Chem. 178 (2005) 1386.
[23] J. Alcañiz-Monge, G. Trautwein, S. Parres-Esclapez, J. Maciá-Agulló, Micropor. Mesopor. Mat. 44 (2008) 115.
[24] R.H. Hesas, A. Arami-Niya, W.M.A.W. Daud, J. Sahu, BioResources 8 (2013) 2950.
[25] S. Yakout, G.S. El-Deen, Arab. J. Chem. 9 (2011) S1155.
[26] S. Mopoung, P. Moonsri, W. Palas, S. Khumpai, Sci. World J. 2015 (2015).
[27] L.E. Briand, H.J. Thomas, G.T. Baronetti, Appl. Catal., A 201 (2000) 191.
[28] F. Banisharif, M. Dehghani, M.d.C. Capel-Sanchez, J.M. Campos-Martin, Catal. Today 333 (2019) 219.
شیمى کاربردى روز
دوره 16، شماره 60
مهر 1400
صفحه 63-78

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار