Dergiler / Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi / 2019 / Cilt: 8 - Sayı: 4

Benzen Uçucu Organik Bileşiğinin Badem Kabuğundan Üretilen Char Üzerine Gaz Fazı Adsorpsiyonu: Kinetik, Denge ve Termodinamik

Gas Phase Adsorption of Benzene Volatile Organic Compound onto Char Produced from Almond Shells: Kinetics, Equilibrium and Thermodynamics

Sayfa
1432–1445
Yayın Tarihi
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Elde edilen sonuçlar ışığında,badem kabuğundan üretilen char adsorbentinin, çevre ve insan sağlığına ilişkin riskleri nedeniyle gaz-fazı benzeninadsorpsiyon yöntemiyle çevresel kontrolünü sağlamak için önemli bir potansiyele sahip olduğu söylenebilir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Uçucu Organik Bileşikler (UOB), soluduğumuz açık ve kapalı ortam hava kirleticilerinin yaygın bileşenleridir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu bağlamda, gaz-fazı benzen taşıyıcı olarak azot akış hızı(60-150 mL.dk-1), adsorpsiyon sıcaklığı (20-40℃), adsorbent miktarı (40-120 mg) ve giriş akımındaki gaz-fazıbenzen konsantrasyonu (9-18 ppm) gibi adsorpsiyon koşullarının hem adsorpsiyon kapasitesi hem de adsorpsiyonverimi üzerindeki etkileri gaz kromatografi yöntemi kullanılarak incelenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen sonuçlar ışığında,badem kabuğundan üretilen char adsorbentinin, çevre ve insan sağlığına ilişkin riskleri nedeniyle gaz-fazı benzeninadsorpsiyon yöntemiyle çevresel kontrolünü sağlamak için önemli bir potansiyele sahip olduğu söylenebilir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Uçucu Organik Bileşikler (UOB), soluduğumuz açık ve kapalı ortam hava kirleticilerinin yaygın bileşenleridir. Buçalışmanın temel amacı, en önemli UOB’ler biri olan benzenin badem kabuklarından üretilen char adsorbentiüzerine gaz fazı adsorpsiyon prosesini incelemektir. Bu bağlamda, gaz-fazı benzen taşıyıcı olarak azot akış hızı(60-150 mL.dk-1), adsorpsiyon sıcaklığı (20-40℃), adsorbent miktarı (40-120 mg) ve giriş akımındaki gaz-fazıbenzen konsantrasyonu (9-18 ppm) gibi adsorpsiyon koşullarının hem adsorpsiyon kapasitesi hem de adsorpsiyonverimi üzerindeki etkileri gaz kromatografi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Bunun yanı sıra, farklısıcaklıklarda, adsorpsiyon prosesinin kinetiği, izotermi ve termodinamiği araştırılmıştır. Char adsorbentininkarakterizasyonu BET yüzey alanı ve FTIR ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, Langmuir izotermi vesözde-ikinci dereceden modellerin, diğer modeller ile kıyaslandığında deneysel verileri daha iyi tanımladığınıgöstermiştir. Char adsorbentinin maksimum tek katmanlı adsorpsiyon kapasitesi (qmax) 25℃ için 10.56 mg.g-1bulunmuştur. Termodinamik analizler (ΔG° = -19.460 kJ.mol-1, ΔH° = -26.65 kJ.mol-1, ΔS° = -0.024 kJ.mol-1.K-1)adsorpsiyon prosesinin kendiliğinden, ekzotermik ve fiziksel olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında,badem kabuğundan üretilen char adsorbentinin, çevre ve insan sağlığına ilişkin riskleri nedeniyle gaz-fazı benzeninadsorpsiyon yöntemiyle çevresel kontrolünü sağlamak için önemli bir potansiyele sahip olduğu söylenebilir.

Abstract

Volatile Organic Compounds (VOCs) are prevalent components of indoor and outdoor air pollutants that we breathe. The main purpose of this study is to investigate gas phase adsorption process of benzene, which is one of the most important VOCs, onto char adsorbent produced from almond shells. In this context, the effects of the adsorption conditions such as nitrogen (N2) gas flow rate (60-150 mL.min-1 ) as the gas phase benzene carrier, adsorbent amount (40-120 mg), concentration of gas phase benzene at the inlet (9-18 ppm) and the adsorption temperature (20-40℃) on both the adsorption capacity and the adsorption efficiency were investigated using gas chromatography method. In addition, the kinetics, isotherms and thermodynamics of the adsorption process were investigated at different temperatures. The characterization of the char adsorbent was performed by BET surface area and FTIR measurements. The results showed that the Langmuir isotherm and pseudo-second-order models described the experimental data better when compared to the other models. The maximum monolayer adsorption capacity (qmax) of char adsorbent was found to be 10.56 mg.g -1 for 25℃. Thermodynamic analysis (ΔG° = -19.460 kJ.mol-1 , ΔH° = -26.65 kJ.mol-1 , ΔS° = -0.024 kJ.mol-1 .K-1 ) showed that the adsorption process was spontaneous, exothermic and physical. In the light of the results obtained, it can be said that char adsorbent produced from almond shell has an important potential for environmental control by the adsorption method of gas-phase benzene due to the risks related to the environment and human health.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KUTLUAY, S. (2022). Benzen Uçucu Organik Bileşiğinin Badem Kabuğundan Üretilen Char Üzerine Gaz Fazı Adsorpsiyonu: Kinetik, Denge ve Termodinamik. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt: 8 - Sayı: 4, 1432–1445. https://ajindex.com/articles/467059

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. George I.J., Black R.R., Geron C.D., Aurell J., Hays M.D., Preston W.T., Gullett B.K. 2016. Volatile and Semivolatile Organic Compounds in Laboratory Peat Fire Emissions. Atmospheric Environment, 132: 163-170
  2. Mo J., Zhang Y., Xu Q., Lamson J.J., Zhao R. 2009. Photocatalytic Purification of Volatile Organic Compounds in İndoor Air: A Literature Review. Atmospheric Environment, 43 (14): 2229-2246
  3. Chiang Y.C., Chiang P.C., Huang C.P. 2001. Effects of Pore Structure and Temperature on VOC Adsorption on Activated Carbon. Carbon, 39 (4): 523-534
  4. Colman Lerner J. E., Sanchez E.Y., Sambeth J.E., Porta A.A. 2012. Characterization and Health Risk Assessment of VOCs in Occupational Environments in Buenos Aires, Argentina. Atmospheric Environment, 55: 440-447
  5. Jones A.P. 1999. Indoor Air Quality and Health. Atmospheric Environment, 33 (28): 4535- 4564
  6. Roop C.B., Goyal M. 2005. Activated Carbon Adsorption. 1 st ed., Boca Raton: Taylor & Francis Group, 263-265
  7. Gupta V.K., Verma N. 2002. Removal of Volatile Organic Compounds by Cryogenic Condensation Followed by Adsorption. Chemical Engineering Science, 57 (14): 2679-2696
  8. Hwang K.S., Choi D.K., Gong S.Y., Cho S.Y. 1997. Adsorption and Thermal Regeneration of Methylene Chloride Vapor on an Activated Carbon Bed. Chemical Engineering Science, 52 (7): 1111-1123
  9. Khan F.I., Ghoshal A.K. 2000. Removal of Volatile Organic Compounds From Polluted Air. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 13 (6): 527-545
  10. Parra M.A., Elustondo D., Bermejo R., Santamaria J.M. 2008. Quantification of Indoor and Outdoor Volatile Organic Compounds (VOCs) in Pubs and Cafés in Pamplona, Spain. Atmospheric Environment, 42 (27): 6647-6654
  11. Ruthven D.M. 1984. Principles of Adsorption and Adsorption Processes. New York: John Wiley & Sons, 433-434
  12. Allen R.W.K., Archer E.D., Maclnnes J. 2001. Adsorption by Particles Injected into a Gas Stream. Chemical Engineering Journal, 83 (3): 165-174
  13. Allen R.W.K., Archer E.D., Maclnnes J. 2001. Theoretical Account of a Dry Sorption Injection Experiment. AIChE Journal, 47 (12): 2684-2695
  14. Archer E.D., Allen R.W.K., Maclnnes J.M. 2000. Measurements of VOC Take-up by Adsorbing Particles in a Gas Stream. Filtration & Separation, 37 (10): 32-39
  15. Lillo-Ródenas M.A., Cazorla-Amorós D., Linares-Solano A. 2005. Behaviour of Activated Carbons with Different Pore Size Distributions and Surface Oxygen Groups for Benzene and Toluene Adsorption