حذف اکسایشی مواد گوگردی محلول در آب به کمک ریزکاتالیست هسته- پوستۀ نیکل- مولیبدن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

میزان گوگرد موجود در آب‌های زیرزمینی و فاضلاب‌های خروجی از کارخانه‌ها و پالایشگاه‌ها باید پیش از مصرف کاهش یابد. یکی از فرایندهای مناسب، گوگردزدایی اکسایشی است که ترکیبات گوگردی به سولفون تبدیل می‌شود سپس به شکل گاز، محلول را ترک خواهد کرد. با روش کاهش متوالی، ریزذرات هسته- پوستۀ نیکل- مولیبدن با اندازۀ 55 تا 100 نانومتر ساخته و سپس از طریق روش اشباع‌سازی‌تر ‌بر روی پایۀ کاتالیست گاما آلومینا نشانده شد. کاتالیست با استفاده از تحلیل‌های UV-vis، SEM، EDS،TEM وXRD مشخصه‌یابی شد. گوگردزدایی اکسایشی با استفاده از هیدروژن‌پراکسید به‌عنوان اکسنده، انجام شد. در دمای °C60 و در 4 ساعت، تا 2/91٪ کل گوگرد از محلول حذف شد. درجۀ واکنش انجام شده دردماهای مختلف بین 10/1 تا 27/1 و ثابت معادلۀ سرعت بین 021/0 تا 051/0 بر دقیقه متغیر بود. دو بار شستشوی کاتالیست، عملکرد حذف گوگرد را در دمای °C60 تا 30٪ کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Oxidative Desulfurization of H2O by [email protected] Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • S. Kazemi
  • M. Manteghian
Tarbiat Modares University
چکیده [English]

Sulfur content of under ground waters and waste waters from the refinerys should be reduced significantly before consumption. One remarkable process is Oxidative DeSulfurization. Sulfur compounds of the water transform to sulfones and then get out of solution as a steam. In this work, core-shell Nickel-Molybden nanoparticles with sizes ranging from 55 to 100 nm were synthesized using successive reduction method and then, were deposited on γ-alumina support using wet impregnation method. This catalyst was characterized by UV-vis, SEM, EDS, TEM and XRD analysis. ODS of water was conducted using the catalyst along with Hydrogen Peroxide as oxidant. 91.2% of sulfur content ,was removed from the water after 4 h of reaction at 60°C. The order of mentioned reaction was changeable between 1.01 and 1.27 , the rate constant changeable between 0.021 and 0.05 min-1 on different temperatures.Catalyst’s ability at 60°C got reduced about 30%, after two times of washing.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oxidative desulfurization
  • Sulfur
  • Core-shell
  • nickel
  • Molybdenum
  • Water
  • Nanoparticle

 

[1]        Soholz, H. N., "Large SulfurBacteria and the Formation of Phosphorite", Science 307: pp. 416-418, (2005)
[2]        Babich, I. V., Moulijn, J. A., "Science and technology of novel processes for deep desulfurization of oil refinery streams: a review", Fuel, 82: pp. 607–631, (2003).
[3]      بزرگی، ب. "گوگردزدایی اکسایشی از سوخت مدل با استفاده از نانو ذرات هسته- پوستۀ نیکل- مولیبدن"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، (1393).
[4]        Akbari,, A., Omidkhah, M., Toufighi Darian, J., "Preparation and Characterization of  Catalyst for Oxidative Desulfurization of Diesel using : Effect of Drying Method and Mo Loading", World Academy of Science, Engineering and Technology, 6: pp.259–262, (2006).
 
[5]        Ito, E., Van Veen, J. A. R., "On novel processes for removing sulphur from refinery streams", Catal. Today, 116(4): pp. 446–460, (2006).
[6]        Dehkordi, A. M., Kiaei, Z.and M. A., Sobati, "Oxidative desulfurization of simulated light fuel oil and untreated kerosene", Fuel Process. Technol., 90(3): pp. 435–445, (2009).
[7]        Wang, D., Xie, T., Li, Y., "Nanocrystals:
Solution-based synthesis and applications as nanocatalysts", Nano Res., 2(1): pp. 30–46, (2009).
[8]      ف. تاری،"تولید نانو ذرات هسته- پوستۀ نیکل- مولیبدن"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، (1389).
[9]      آ. صادقیان،"گوگردزدایی اکسایشی از گازوئیل با استفاده از نانو ذرات هسته- پوستۀ نیکل- مولیبدن"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، (1394).
[10]      Xu, W., Liew, K. Y., Liu, H., Huang, T., Sun, C., Zhao, Y., "Microwave-assisted synthesis of nickel nanoparticles", Mater. Lett., 62(17–18):
pp. 2571–2573, (2008).
[11]      Tari, F., Manteghian, M., Bozorgi, B., "Microwave-assisted synthesis of molybdenum oxide nanoparticles",Particle Science and Technology,
pp. 121-127, (2015).