بررسی حذف بخارات تولوئن با استفاده از جاذب چارچوب آلی- فلزی

Abstract

سابقه و هدف: تولوئن (متیل بنزن) یک ترکیب آلی فرار (VOCs) است که مواجهه مزمن با غلظت‌های پایین آن ممکن است باعث طیف وسیعی از اثرات سوء سلامتی مانند اختلالات ایمونولوژیک و عصبی شود. علاوه بر این، انتشار تولوئن در اتمسفر باعث ایجاد مشکلات زیست‌محیطی مختلفی از جمله کاهش ازن استراتوسفر، تولید مه دود فتوشیمیایی و افزایش اثر گلخانه‌ای می‌شود. هدف از این تحقیق حذف تولوئن از جریان هوا با استفاده از چارچوب ایمیدازولات زئولیت (ZIF-8) به منظور کاربرد در فرایندهای پاکسازی هوا و پیشگیری و کاهش ریسک مواجهه با این آلاینده مخاطره‌آمیز محیط‌های شغلی و محیط‌زیست بود. روش کار: چارچوب ایمیدازولات زئولیتی (ZIF-8) به روش سنتز درجا ساخته شد و ساختار آن توسط آزمون‌های ساختاری (پراش اشعه X و طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی و آزمون BET) بررسی گردید. عملکرد جذب تولوئن بر روی جاذب در فاز گاز با استفاده از یک سیستم جذب دینامیکی در مقیاس آزمایشگاهی مطابق روش استاندارد ایزو BS EN ISO 10121-1:2014 و مطالعات پیشین مورد مطالعه قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج آزمون‌های ساختاری نشان داد سنتز ماف موفقیت آمیز بوده است. مساحت ویژه آن نیز در مقایسه با تعدادی از مقالات مشابه بیشتر تعیین شد. ميانگين ظرفیت جذب تولوئن (سه بار تکرار آزمایش) ماف ZIF-8 در دمای 5/30 درجه سانتی گراد، رطوبت نسبی 33% و دبی 300 میلی‌لیتر بر دقیقه با جرم 10 میلی‌گرم برابر با 91/2828 میلی‌گرم در گرم بود. علاوه بر آن راندمان حذف اولیه ماف ZIF-8 برابر با %67/88 بود. زمان شکست 100 درصدZIF-8 برابر 21660 ثانیه تعيين شد. ميزان بازیابی جاذب پس از 6 چرخه همچنان تا %7/84 گزارش شد. نتیجه‌گیری: ماف ZIF-8 داراي ظرفيت جذب بالایي براي تولوئن از فاز گازي است، ضمن آنكه راندمان حذف اولیه و زمان شکست بالایی نيز برخوردار است. به سبب عملکرد مناسب این ماف در جذب تولوئن، مي‌تواند با انجام مطالعات تکمیلی و مد نظر قرار دادن ملاحظات مربوط به جاذب‌های صنعتی، در فرايندهاي تصفيه و پاکسازی هوا مورد توجه واقع شود. به این مقاله، به صورت زیر استناد کنید: Mohammad-Gholikhan-Khalaj P, Farhang Dehghan S, Hasanzadeh M, Panahi D. The removal of toluene vapors using metal-organic framework adsorbent. Irtiqa Imini Pishgiri Masdumiyat. 2023;11(2):116-127. Doi:https://doi.org/ 10.22037/iipm.v11i1.43147