Skip to main content
SUPERVISOR
Kayghobad Shams
کیقباد شمس اسحاقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hadi Taghipuran
هادی تقی پوران

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Preparation and Characterization of Binderless ZSM-5 Monolith using Plant Fibers
In this study, zeolite ZSM-5 was synthesized by using the powder of pistachio shell ash. This powder was used as the source of both silica and aluminum. In this thesis feasibility of three plant fibers including date palm, coconut shell and pistachio shell has been investigated. The powder of pistachio shell was prepared in two step burning, first step in furnace with liquid fuel for 6 hours and then in the electrical furnace at 800 ?C for 24 hours. The powder of Coconut shell and date palm were prepared by burning in electrical furnace at 1000 ?C for 26 hours nnd at 800 ?C for 10 hours respectively. To determine the composition of powders, they were analyzed using XRF analysis. XRF results showed that composition of pistachio and coconut shell ashes are almost the same. Pistachio shell ash SiO2/Al2O3 mol ratio was 3.1 and coconut shell ash was 2.25. To remove impurities and undesired component, the powder from pistachio shell ash was treated by different amount of 1M HCl. In this thesis 3 sample were prepared. The final powders were again under XRF analysis. Comparison of the XRF results of initial powder (p-1) and powders after treatment with HCl (p-2, p-3 and p-4) showed that acid treatment could eliminate most of undesired oxides in powder. Results indicate that 60% of impurities in p-2 sample, 94.2% in p-3 sample and 99.5% in p-4 have been eliminated. Silica and Aluminum amount of initial powder was increased after acid leaching from 6.5 to 17.2 and from 2.1 to 7.0 respectively for p-2 sample and from 6.5 to 23.3 and 2.1 to 13.0 respectively for p-3 sample. These powders have been used as raw material for zeolite synthesis. In order to synthesize ZSM-5 zeolite, sodium silicate solution was added to adjust the SiO2/Al2O3 mole ratio in p-1 and p-2 powders. In this study ZSM-5 zeolite with SiO2/Al2O3 mole ratio of 80 and 170 were synthesized. XRD pattern were used for structural identification and relative crystallinity for all samples. Morphology and Crystalline size of samples were examined under Scanning Electron Microscopy (SEM). Zeolite with SiO2/Al2O3 mole ratio of 80 has been chosen for adsorption tests because of lower amorphous phase. XRD patterns and SEM images of zeolites indicate that p-3 powder because of lower impurities is the best sample for zeolite synthesis. Two samples synthesized from p-2 and p-3 powder and standard sample that synthesized in our laboratory were subjected to adsorption tests using benzene and toluene gas in fixed bed column. Concentration of benzene and toluene before and after column is measured by GC analysis. The adsorption capability of synthesized zeolite from pistachio shell ashes was tested and compared with standard one. It was observed that there was no significant difference in adsorption performanc
در تحقیق حاضر زئولیت نوع ZSM-5 با استفاده از پودر خاکستر حاصل از پوست پسته سنتز شد. از این پودر به عنوان منبع تامین سیلیس و آلومینیوم مورد نیاز برای سنتز زئولیت استفاده شد. برای تهیه این پودر 3 دورریز پوست پسته، پوست میوه نارگیل و پوست درخت خرما مورد استفاده قرار گرفت. پودرها با استفاده از عملیات سوزاندن در دو مرحله برای پوست پسته در کوره ای با سوخت گاز مایع به مدت 8 ساعت و سپس در کوره اکتریکی در دمای C? 800 و زمان 24 ساعت، پوست درخت خرما در دمای C? 800 و زمان 10 ساعت و برای پوست میوه نارگیل در دمای C? 1000 و زمان 26 ساعت در کوره الکتریکی به دست آمدند. به منظور تعیین درصد ترکیبات موجود در پودرها، آنها تحت آنالیز XRF قرار گرفتند. نتایج آنالیز بیانگر این مطلب است که ترکیب اکسیدهای موجود در دو پودر به دست آمده از خاکستر پوست پسته و پوست نارگیل تقریبا مشابه یکدیگر هستند. نسبت SiO2/Al2O3 در پودر پوست پسته برابر با 1/3 و در پودر پوست نارگیل 25/2 بود. برای حذف ناخالصی¬ها و ترکیبات اضافی در پودر خاکستر پوست پسته، این پودر با مقادیر مختلف هیدروکلریدریک اسید M 1 شستشو داده شد و پودرهای نهایی مجددا تحت آنالیزی XRF قرار گرفتند. با مقایسه نتایج XRF پودر اولیه (p-1)، پودرهای حاصل از اسیدشویی با مقادیر مختلف اسید(نمونه های p-2، p-3 و p-4) مشخص می¬شود که بیشتر اکسیدهای فلزی موجود در پودر خاکستر پوست پسته را با توجه به میزان اسید میتوان حذف کرد. نتایج نشانگر این مطلب بود که %60 وزنی از ناخالصی ها در طی عملیات اسیدشویی برای پودر p-2، 2/94% از ناخالصیها در پودر p-3 و 5/99 از ناخالصیها در پودر p-4 حذف شدند، درصد اکسید سیلیس از 5/6 به 2/17 درصد و آلومینیوم از 1/2به 0/7 درصد بعد از اسیدشویی در پودر p-2 درصد اکسید سیلیس از 5/6 به 3/23 درصد و آلومینیوم از 1/2به 0/13 درصد بعد از اسیدشویی در پودر p-3 افزایش پیدا کرد. این پودرها به عنوان ماده اولیه برای سنتز زئولیت استفاده شدند، که البته برای جبران کمبود میزان سیلیس از محلول سدیم سیلیکات استفاده شد. در این تحقیق زئولیت ZSM-5 با دو نسبت مولی سیلیس به آلومینیوم 80 و 170 سنتز شد. برای تعیین بلورینگی، ساختمان بلورها و خلوص فازهای موجود، زئولیت ها تحت آنالیزهای XRD، SEM و EDX قرار گرفتند و نمونه با نسبت مولی 80 به دلیل دارا بودن فازهای آمورف کمتر، برای انجام تست های جذب مورد استفاده قرار گرفت. مقایسه نتایج XRD نمونه¬های تولیدی با استفاده از خاکستر پوست پسته بیانگر این مطلب بود که استفاده از پودر p-3 به دلیل ناخالصی کمتر سبب تولید زئولیتی با بلورینگی بهتری شد. برای انجام آزمایشات جذب ، مقادیرجذب هیدروکربن های حلقوی بنزن و تولوئن روی بستر زئولیتی انجام گرفت. برای انجام این آزمایش ها از بخارات خالص این هیدروکربن ها در گاز همراه هوا استفاده شد و نتایج با نمونه شاهد مقایسه گردید. نتایج بیانگر این هستند که در دقایق آغازین، جذب بنزن و تولوئن در نمونه شاهد با سرعت بیشتری انجام می پذیرد. کلمات کلیدی: 1- زئولیت ZSM-5 2-دورریزهای گیاهی 3- خاکستر پوست پسته 4- اسیدشویی 5- جذب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی