نام پژوهشگر: فرح هالک

جداسازی دی اکسید کربن از گازهای دودکش با استفاده از بسترهای قابل احیای کربنات سدیم و آهک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه مواد و انرژی - پژوهشکده انرژی و محیط زیست 1389
  مریم دوست محمدی   فرح هالک

چکیده سوخت های فسیلی مورد استفاده در نیروگاه ها، حمل و نقل و صنایع از منابع اولیه و اصلی انتشار دی اکسید کربن به اتمسفر هستند. اکثر روشهای کاهش انتشار دی اکسید کربن بر منابع نقطه ای وسیع متمرکز شده اند. هدف اصلی در این تحقیق توسعه یک فناوری ساده و ارزان برای حذف co2 از گازهای دودکش با استفاده از جاذب های قابل احیای کربنات سدیم و آهک است. آنالایزر ترموگراومتریک (tga ) و راکتور بستر ثابت، تجهیزات اولیه این مطالعه برای ارزیابی جداسازیco2 از فلو گاز شبیه سازی شده است. اثر پارامترهای واکنش همچون دمای واکنش کربناسیون و ترکیب درصد گاز کربناسیون با استفاده از دو جاذب کربنات سدیم و آهک بررسی شده است. در واکنشی که از جاذب کربنات سدیم استفاده می شود جاذب پس از جذب co2 و آب به کربنات هیدروژن سدیم تبدیل می شود که درمرحله واجذبی می تواند مجددا احیاء شود. پس از چگالش رطوبت جریان گازی ایجاد شده در مرحله کلسیناسیون، جریان خالص co2 برای استفاده بعدی حاصل می شود. واکنش در بازه دمایی 60 تا 80 درجه سلیسیوس انجام می پذیرد. فشار سیستم در طول کربناسیون و کلسیناسیون اتمسفریک است. سرعت واکنش و ظرفیت جذب با افزایش دما کاهش می یابد، در حالیکه سرعت واکنش با افزایش غلظت دی اکسید کربن افزایش می یابد. بازده حذف دی اکسید کربن در راکتور بستر ثابت در واکنش کربناسیون در یک مرحله در حدود 47% به دست آمده است. جاذب بایستی در دمای ?c120 احیاء گردد. راندمان واکنش کلسیناسیون در یک مرحله در حدود 43% به دست آمده است. در واکنشی که از جاذب آهک استفاده می شود جاذب آهک با دی اکسید کربن واکنش داده و کربنات کلسیم تشکیل می شود. کربنات کلسیم با گرم شدن به دی اکسید کربن و آهک احیا می شود. واکنش کربناسیون در دمایی بین 600 تا800 درجه سلیسیوس انجام گرفته است. فشار سیستم در طول واکنش کربناسیون اتمسفریک است. سرعت واکنش و ظرفیت جذب با افزایش دما کاهش می یابد، در حالیکه با افزایش غلظت دی اکسید کربن، سرعت واکنش افزایش می یابد. بازده حذف دی اکسید کربن در راکتور بستر ثابت و در یک مرحله در حدود 45% به دست آمده است. واکنش کلسیناسیون در دمای900 درجه سلیسیوس و فشار اتمسفریک انجام گرفته است. راندمان واکنش کلسیناسیون در یک مرحله در حدود 64% به دست آمده است.

سنتز مزوپور سیلیکا و ایجاد گروه های عاملی بر روی آن جهت کاربرد کاتالیستی در تهیه بیودیزل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - پژوهشگاه مواد و انرژی - پژوهشکده انرژی 1392
  طاهره محمدپناه   فرح هالک

بیودیزل یکی از انواع بیوسوخت ها می باشد و خواص بسیار شبیه به دیزل دارد. بر اساس استاندارد، بیودیزل عبارتست از ترکیب استرهای منو آلکیلی زنجیره بلند اسید های چرب حاصل از واکنش یک الکل با مواد لیپیدی تجدیدپذیر. استفاده از بیودیزل منجر به کاهش محسوس در میزان هیدروکربن نسوخته، منواکسید کربن، ذرات معلق و سایر آلاینده های خروجی از اگزوز می گردد. برای تولید بیودیزل روش ترانس استریفیکاسیون به عنوان مناسب ترین روش می باشد. در این روش، روغن با الکل در حضور کاتالیست مناسب واکنش می دهد. مواد مزوپور دسته ای از مواد می باشند که دارای تخلخل منظم در محدوده 50-2 نانومتر می باشند. در این میان مواد مزوپور سیلیکا بیش از همه مورد توجه محققین بوده و بویژه در زمینه کاتالیست کاربردهای گسترده ای دارد. کاربرد این مواد به واسطه افزایش سطح از یک سو و ابعاد حفرات مناسب آن از طرف دیگر می باشد که بر خلاف زئولیت ها اندازه حفرات بزرگتری داشته و محدودیت انتقال جرم مولکول های بزرگ ناشی از ریز بودن حفرات در آنها برطرف می گردد. در این طرح مواد مزوپور پایه سیلیکای مختلفی مانند mcm-41، hms، mcm-48 و چندین گونه از سیلیکای مزوپور با استفاده از روش سل-ژل هیدروترمال و با استفاده از سورفکتانت های مختلف تهیه شد. در این سنتزها مواردی از جایگزینی تمپلت های متداول با ترکیبات جدید مورد آزمایش قرار گرفت که می توان به جایگزینی ترکیب متداول p123 با محصولات دیگری به نام های گناپول-pf10 و امولگاتور در سنتز مزوپور سیلیکا و همچنین هگزادسیل آمین بجای دودسیل آمین در سنتز hms اشاره نمود. در مرحله بعد، با استفاده از ترکیبات ارگانوسیلان گروه عاملی nh2 به عنوان گروه بازی بر روی سطح این مزوپور ها ایجاد شد. این امر به منظور ایجاد خاصیت بازی در سطح و با هدف کاتالیز واکنش ترانس استریفیکاسیون صورت گرفت. سپس سطح مزوپور با استفاده از آمینواسید لیزین که به عنوان کاتالیست مولکولی شناخته شده است، اصلاح شده و در واکنش تولید بیودیزل مورد استفاده قرارگرفت. واکنش موردنظر بسادگی و با استفاده از یک همزن مغناطیسی در حضور کاتالیست و در فاز محلول انجام گرفت. در پایان واکنش هیدرولیز روغن های خوراکی در حضور متانول، عملکرد کاتالیست بررسی شده و با روش کروماتوگرافی گازی میزان پیشرفت واکنش دنبال شد. بررسی ها شاملbet،sem ، xrd و gc-ms می باشد. خواص بیودیزل بدست آمده بخوبی با استانداردها مطابقت دارد.