Investigation of the thermodynamics of carbon dioxide and methane adsorption on various aerogels
Karbon dioksit ve metanın çeşitli aerojeller üzerine adzorpsiyonunun termodinamiği araştırma
- Tez No: 473047
- Danışmanlar: Prof. Dr. CAN ERKEY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Karbon dioksit ve metanın çeşitli aerojeller üzerine adzorpsiyonunun termodinamiği araştırılmıştır. Silika, rezorsinol-formaldehit, karbon ve buğday nişastası gibi çeşitli aerojellerin CO2 ve CH4 adzorpsiyon izotermleri 298-328 K sıcaklık aralığında ve 120 bara kadar hacimsel yöntem kullanılarak ölçülmüştür. Aşırı adzorpsiyon izotermleri deneysel olarak ölçülüp, mutlak adzorpsiyon izotermleri adzorbanların gözenek hacimlerini kullanarak hesaplanmıştır. Silika aerojelin 308 K ve 35 bardaki maksimum mutlak CO2 adszrpsiyonu 14 mmol/g olarak bulunmuş, rezorsinol-formaldehit aerojelin (RFA-17) 298 K ve 100 bardaki maksimum mutlak CH4 adsorpsiyonu 22 mmol/g olarak belirlenmiştir. Silika aerojelin CO2 ve CH4 adzorpsiyon izotermleri Langmuir modeli ile uyumlu bulunmuştur. Rezorsinol-formaldehit, karbon ve buğday nişastası aerojellerin CO2 adzorpsiyon izotermleri ve karbon ve rezorsinol-formaldehit aerojellerin CH4 izotermleri Freundlich modeli ile uyumlu bulunmuştur. Bu da CH4 adzorpsiyonun önemli derecede aerojel mikropor yüzey alanına bağlı olduğunu göstermiştir. Çeşitli basınçlarda CO2 adzorpsiyonunun aerojelin mezopor yüzey alanıyla doğrudan ilişkili olduğu bulunmuştur. Sabit aşırı alımda aerojellerin izosterik adzorpsiyon ısıları belirlenmiş ve izosterik adzorpsiyon ısısının yüzeye adzorplanan miktara bağlı olduğu anlaşılmıştır. Tüm aerojeller arasında buğday nişastasından yapılan aerojel en yüksek izosterik adzorpsiyon ısısına sahipken, resorsinol-formaldehit aerojelin en yüksek CH4 adsorpsiyon ısısına sahip olduğu görülmüştür. Aerojellerin adzorpsiyon kapasiteleri diğer adzorban maddeler ile karşılaştırılmış ve aerojellerin CO2 ve CH4 yakalama alanında umut verici malzemeler olduğu anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
Thermodynamics of carbon dioxide and methane adsorption on various aerogels was investigated to evaluate their potential as adsorbents for carbon dioxide capture and methane storage. Excess CO2 and CH4 adsorption isotherms on aerogels such as silica, resorcinol-formaldehyde, carbon and wheat starch were measured using a volumetric method in the temperature range of 298-328 K and pressures up to 120 bar. Total or absolute adsorption isotherms were calculated from experimentally obtained excess adsorption isotherms using the pore volume of each adsorbent. It was determined that silica aerogel had maximum absolute CO2 uptake of 14 mmol/g at 308 K and 35 bar and resorcinol-formaldehyde aerogel (RFA-17) had maximum absolute CH4 uptake of 22 mmol/g at 298 K and 100 bar. CO2 and CH4 adsorption isotherms for silica aerogel were well represented with the Langmuir model. CO2 isotherms for resorcinol-formaldehyde, carbon and wheat starch aerogel and CH4 isotherms for carbon and resorcinol-formaldehyde aerogels were fitted with the Freundlich model. It was also found that the excess CO2 uptake correlated well with the mesopore surface area of each aerogel at various pressures while micropore surface area significantly influenced CH4 uptake in aerogels. The isosteric heat of adorption for each aerogel was also determined from the variation of pressure with temperature at a constant excess uptake and was found to be dependent on the surface coverage. Among all aerogels, wheat starch aerogel had highest heats of CO2 adsorption and resorcinol-formaldehyde aerogel had highest heats of CH4 adsorption. Adsorption capacities of aerogels determined were comparable with other classes of adsorbents and presents an opportunity for further investigation of aerogels as potential materials for applications in carbon dioxide capture and methane storage.
Benzer Tezler
- Buji ateşlemeli motorlarda çevrim atlatma yönteminin kısmi yüklerde incelenmesi
Skip cycle method investigation at part load conditions of spark ignition engines
BARIŞ DOĞRU
Doktora
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- An experimental investigation on design and performance of plasma gasification systems
Plazma gazlaştırma sistemlerinin tasarım ve performansı üzerine deneysel araştırma
AYTAÇ ŞANLISOY
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELDA ÇARPINLIOĞLU
- Thermodynamics and kinetics of adsorption of platinum dimethyl cyclooctadiene on resorcinol-formaldehyde aerogel from supercritical carbon dioxide solution
Platinyum dimetil siklooktadiyenin resorsinol formaldehit aerojel destek üzerine süperkritik karbon dioksit ortaminda adsorplanmasinin termodinamik ve kinetiği
NAZİRE SEDA YASAR
- Theoretical investigation of CO2 adsorption pathway over N-[3-(trimethoxysilyl)propyl] ethylenediamine-modified mesoporous silica sorbents
N-[3-(üçmetoksisilil)propil]etilendiyamin ile modifiye edilmiş mezoporlu silica tutucuları üzerinde CO2 adsorpsiyon mekanizmalarının hesaplı yöntemlerle incelenmesi
İMGE KALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞBA DAVRAN CANDAN
- Taguchi tabanlı gri ilişkisel optimizasyon yöntemi ile farklı parametre ve yapılarda üreteçler kullanılarak vorteks tüpü performansının termodinamik açıdan incelenmesi
Thermodynamic investigation of vortex tube performance by using generators with different parameters and structures with the taguchi based grey relational optimization method
ABDUSSELAM EKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM ACIR
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN ÇAKIROĞLU