جداسازی مخلوط هیدروژن و متان با استفاده از نانوساختارهای کربنی

جداسازی گازها عموماً با استفاده از 3 روش psa (بر مبنای جذب)، غشا و یا سردسازی صورت می-پذیرد که بنا بر ویژگی های هر یک، کاربردهای متفاوتی برای آن ها می توان متصور بود. جداسازی هیدروژن از متان در صنعت پالایشگاهی به خصوص برای کاربردهای هیدروژناسیون امری مهم و شایسته توجه است که عموماً طبق روش psa صورت می پذیرد. در تحقیق پیش رو، ابتدا کربن فعال با استفاده از بهینه سازی هر یک از پارامترهای موثر بر ظرفیت جذب جاذب تهیه شد و بدین ترتیب شرایط بهینه ساخت از نظر دمای فعال سازی، نسبت وزنی عامل فعال ساز به ماده اولیه، اندازه ذرات و شدت جریان نیتروژن بدست آمد. نتایج آزمایشات حاکی از آن است که دمای 700 درجه سانتی گراد و نسبت وزنی 1.7 بهترین شرایط بوده و اندازه ذرات اولیه اثر بسیار اندکی بر ظرفیت جذب نمونه دارد و شدت جریان نیتروژن در طول فعال سازی نیز عامل مهمی در این بین به شمار نمی رود. پس از تعیین بهترین روش ساخت کربن فعال، فرآیند رسوبدهی سه نوع نانوساختار کربنی (نانولوله تک دیواره، چند دیواره و نانوفیبر) بر روی آن صورت گرفته و عملکرد نمونه هیبریدی با نمونه ساده مقایسه شد. نتایج حاکی از آن است که هیبریداسیون کربن فعال با استفاده از نانوفیبرهای کربنی، ظرفیت جذب متان آن را تا 20% ارتقا می دهد. بعلاوه در حالی که در فرآیند جداسازی، کربن فعال مخلوط هیدروژن و متان با نسبت های برابر را به مخلوطی با ترکیب 88-12 تبدیل می کند، نمونه هیبریدی در شرایط برابر توان تولید هیدروژن با خلوص بیش از 99.999% را از همان جریان دارد.