جذب دی‌اکسیدکربن توسط نانوصفحات با تخلخل بالای گرافن دوپ شده با نیتروژن و تهیه شده از پوست موز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و مهندسی محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار گروه محیط زیست دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

3 دانشیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

جاذب هایی با راندمان بالای جذب گاز دی‌اکسیدکربن از پوست موز به عنوان پیش ماده سنتز شدند. سپس، گرافن تهیه شده جهت اهداف مقایسه‌ای به روش بارگذاری نیتروژنی اصلاح گردید. بدین منظور، گرافن از طریق فعال‌سازی شیمیایی با KOH سنتز و سپس با استفاده از اوره، گرافن دوپ شده با نیتروژن تولید گردید. همچنین خصوصیات جاذب نهایی بوسیلۀ آزمون‌های مشخصه‌یابی متعدد از قبیل آنالیزهای میکروسکوپ الکترون روبشی ( SEM)، طیف سنجی مادون قرمز ( FTIR)، آنالیز جذب و واجذب نیتروژن ( BET)، آنالیز طیف سنج رامان (Raman)، پراش پرتو ایکس (XRD ) و آنالیز عنصری (CHNS) بررسی شد. سپس، اثر پارامترهای مختلف مانند دما و فشار بر ظرفیت جذب CO2توسط گرافن و گرافن دوپ شده با نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین ظرفیت جذب CO2 برای گرافن و گرافن دوپ شده با نیتروژن به ترتیب برابر با ۳۶/۵ و ۸۰/۴ میلی مول بر گرم بود. همچنین، جاذب‌ها تا ۵ چرخۀ جذب/واجذب راندمان خود را بطور عمده حفظ نمودند. نتایج بدست آمده بیانگر قابلیت بالای جذب CO2 توسط جاذب‌های سنتزشده و پتانسیل استفاده از آن‌ها در مقیاس وسیع داشت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

CO2 capture by highly porous n-doped graphene nanosheets derived from banana peel

نویسندگان [English]

  • Hamid reza Bakhoda 1
  • Omid Sedaghat 1
  • Mohsen Nowrouzi 2
  • Nader Bahramifar 3
1 Msc Student, Department of Environmental Science & Engineering, Tarbiat Modares University
2 Department of Marine Environment, Faculty of Marine Science and Technology, Persian Gulf University, Bushehr 75169-13798, Iran
3 Asociate professor, Department of Environmental Science & Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

The highly efficient CO2 adsorbents were synthesized from banana peel as precursor. As-prepared graphene was then modified through n-doped approach for comparison purposes. For this purpose, graphene was synthesized by the chemical activation with KOH and then by using urea, nitrogen-doped graphene as an adsorbent was produced. The final adsorbent properties were also characterized by numerous characterization tests such as scanning electron microscopy (SEM) analysis, infrared spectroscopy (FTIR), nitrogen adsorption and desorption analysis (BET), Raman spectroscopy analysis, X-ray diffraction. (XRD) and elemental analysis (CHNS) were evaluated. Then, the effect of various parameters such as temperature and pressures on the CO2 adsorption capacity by graphene and n-doped graphene were investigated. The results illustrated that the maximum CO2 adsorption capacity for the graphene and the n-doped graphene was 5.36 and 4.80 mmol/g, respectively. However, the adsorbents maintained their efficiency for the CO2 adsorption up to 5 adsorption/desorption cycles. The obtained results presented the high capability of CO2 capture by the synthesized adsorbents and their potential to scale-up applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • “Graphene”
  • “CO2 capture”
  • “Banana peel”
  • “Isotherm models”
مطالعات علوم محیط زیست
دوره 5، شماره 1
فروردین 1399
صفحه 2378-2386

فایل ها

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار