شماره ركورد
25167
شماره راهنما
CHE2 928
عنوان
بررسي قابليت بهكارگيري الكترود كربن شيشهاي متخلخل در گوگردزدايي از سوخت مدل در سامانههاي دوفازي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي-شيمي تجزيه
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
29/07/1404
صفحه شمار
74 ص.
استاد راهنما
اسماعيل شمس سولاري
استاد مشاور
محسن خسروي
كليدواژه فارسي
گوگردزدايي الكتروشيميايي , كربن شيشهاي متخلخل , سوخت مدل , ديبنزوتيوفن , گرافن , سامانه دوفاز
چكيده فارسي
وجود تركيبات آلي گوگرددار در سوختهاي هيدروكربني از مهمترين چالشهاي زيستمحيطي و صنعتي به شمار ميرود، زيرا سوزاندن اين تركيبات منجر به انتشار گازهاي آلايندهاي همچون SOx شده و علاوه بر آلودگي هوا، بارانهاي اسيدي و خوردگي تجهيزات صنعتي را نيز به دنبال دارد. از اين رو توسعه روشهاي كارآمد براي گوگردزدايي سوختها بهعنوان يك ضرورت اساسي در صنايع پالايشگاهي مطرح است. روش متداول هيدروگوگردزدايي (HDS) با وجود كارايي بالا در حذف بسياري از تركيبات گوگرددار، در حذف تركيبات آروماتيك پايدار نظير ديبنزوتيوفن (DBT)با محدوديتهاي جدي مواجه است، چرا كه ساختار آروماتيكي اين تركيبات مقاومت زيادي در برابر هيدروژناسيون نشان ميدهد. از اين رو استفاده از يك روش مكمل براي حذف اين نوع تركيبات اجتنابناپذير است. در اين ميان، گوگردزدايي الكتروشيميايي به دليل سازگاري با محيطزيست، شرايط عملياتي ملايم، عدم نياز به دما و فشار بالا و قابليت كنترلپذيري فرايند، بهعنوان رويكردي نوين و مؤثر مورد توجه قرار گرفته است.
در اين پژوهش، بهمنظور حذف تركيب گوگردي DBT از سوخت مدل، از الكترود كربن شيشهاي متخلخل (RVC) به دليل ساختار سهبعدي متخلخل، سطح فعال بالا و افت فشار ناچيز(درصورت بهكارگيري در سيستمهاي جريان پيوسته) استفاده شد. با اين حال، نتايج اوليه نشان داد كه به دليل بروز پديده غيرفعال شدن سطح الكترود RVC كه مانع فعاليت الكتروشيميايي آن براي اكسايش DBT ميشود، كارايي فرايند حذف DBT مطلوب نيست. براي رفع اين محدوديت، سطح الكترود با استفاده از گرافن بهعنوان يك ماده اصلاحگر پوشش داده شد. اصلاح سطح با گرافن منجر به بهبود انتقال بار، فراهم شدن مراكز فعال بيشتر براي واكنش و در نهايت ارتقاي بازده فرايند گرديد.
بررسي عملكرد الكترود اصلاحشده نشان داد كه در پتانسيل 9/2 ولت و طي مدت 2 ساعت، بيش از 93 درصد گوگرد از سوخت مدل حاوي حدود ppm 1000 از DBT حذف شد. اين نتايج بيانگر نقش مهم اصلاح سطح الكترود با گرافن در جلوگيري از غيرفعال شدن سطح، افزايش پايداري و بهبود فعاليت الكتروشيميايي است. در مجموع، ميتوان نتيجه گرفت كه بهكارگيري روش گوگردزدايي الكترواكسايشي در سامانه دوفازي با استفاده از الكترود RVC اصلاحشده با گرافن، روشي كارآمد و مؤثر براي حذف تركيبات گوگردي از سوختهاي مدل محسوب ميشود.
كليدواژه لاتين
Desulfurization , Dibenzothiophene , Model fuel , Electrochemical oxidation , Graphene , Reticulated vitreous carbon
عنوان لاتين
Investigating the possibility of using reticulated vitreous carbon electrode in desulfurization of model fuel in biphasic systems
گروه آموزشي
شيمي تجزيه
چكيده لاتين
The presence of organosulfur compounds in hydrocarbon fuels represents one of the major environmental and industrial challenges, as combustion of these compounds leads to the emission of pollutant gases such as SOx, resulting not only in air pollution but also in acid rain and corrosion of industrial equipment. Therefore, the development of efficient methods for fuel desulfurization has become an essential requirement in the refining industry.
The conventional hydrodesulfurization (HDS) process, although highly effective in removing many sulfur-containing compounds, faces serious limitations in the removal of stable aromatic compounds such as dibenzothiophene (DBT). The aromatic structure of these compounds provides significant resistance to hydrogenation, making their removal difficult. Consequently, the use of complementary methods to eliminate such compounds is inevitable. Among these, electrochemical desulfurization has recently attracted attention as an innovative and effective approach due to its environmental compatibility, mild operating conditions, lack of need for high temperature and pressure, and controllable process parameters.
In this study, a reticulated vitreous carbon (RVC) electrode was employed to remove the sulfur-containing compound DBT from a model fuel. The RVC electrode was chosen for its three-dimensional porous structure, high active surface area, and low pressure drop (particularly advantageous in continuous flow systems). However, initial results indicated that the process efficiency for DBT removal was unsatisfactory due to surface deactivation of the RVC electrode, which hindered its electrochemical activity toward DBT oxidation. To overcome this limitation, the electrode surface was modified with graphene as a surface modifier. The graphene coating improved charge transfer, provided additional active sites for reaction, and ultimately enhanced the overall process efficiency.
Performance evaluation of the modified electrode demonstrated that at an applied potential of 2.9 V and a reaction time of 2 hours, more than 93% of sulfur was removed from the model fuel containing approximately 1000 ppm of DBT. These results highlight the crucial role of graphene surface modification in preventing surface deactivation, improving stability, and enhancing electrochemical activity. Overall, it can be concluded that electrooxidative desulfurization in a biphasic system using a graphene-modified RVC electrode represents an efficient and effective method for the removal of sulfur compounds from model fuels.
تعداد فصل ها
3
فهرست مطالب pdf
148057
نويسنده