استفاده از یک روش سازگار با محیط زیست مبتنی بر پلاسمای غیر حرارتی جهت حذف اکسیدهای نیتروژن با کمک نانو کاتالیستهای پروسکیتی
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Use of an environmentally friendly method based on non-thermal plasma to remove nitrogen oxides with the help of perovskite nanocatalysts
First Statement of Responsibility
/زهرا شادی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی شیمی
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۴۰۱
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۲۳ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی شیمی- محیط زیست
Date of degree
۱۴۰۱/۰۵/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در میان روشهای نوین برای حذف اکسیدهای نیتروژن(NOx) ، فناوری پلاسمای غیر حرارتی به دلیل سرعت و بازدهی بالا به عنوان یک فناوری کارآمد توجه زیادی را به خود جلب کرده است .درصورت استفاده از یک کاتالیست در سیستم پلاسمایی بازدهی حذف NOx بیشتر شده و تولید ترکیبات واسطه به حداقل میرسد .از آنجا که اکسیدهای فلزی نوع پروسکیت کاتالیستهای مؤثر و ارزان قیمتی برای کاهش انتشار NOx میباشند، در این پایاننامه در یک سیستم هیبریدی پلاسما- کاتالیست برای حذف اکسیدهای نیتروژن از جریان هوا مورد مطالعه قرار گرفتهاند .لذا در نمونه اول کاتالیست پروسکیتیLaMnO ۳ به روش سل ژل احتراقی با عامل ژل اسید سیتریکCi) - (LMتهیه و در نمونه دوم بخشی از فلز سایت B آن با کبالت جانشین شدCi). - (LMCدر نمونه سوم عامل ژل اسید سیتریک با گلایسن در روش سل ژل جایگزین شدGl) - (LMCو در نهایت در نمونه چهارم این ترکیب به روش همرسوبی سنتز شدCo). - (LMCتعیین خواص فیزیکی و شیمیایی کاتالیستهای پروسکیتی با استفاده از آنالیزهایXRD ،BET ،SEM ،EDX ،TEM ،FTIR ، DRS و TGA انجام شد .نتایج تجزیه و تحلیل آنالیز XRD نشان داد که تمام نمونهها یک ساختار پروسکیت دارند ولی در نمونهCi - LMCجایگیری کبالت تایید شده و اندازه بلورها کوچکتر و نقص بلوری بیشتر است .تجزیه و تحلیل BET نشان داد که کاتالیستCi - LMCکه بخشی از فلزات سایت B آن با فلز کبالت جایگزین شده و در تهیه آن از اسید سیتریک به عنوان عامل ژل استفاده شده است دارای بیشترین تخلخل بوده و ساختار شبکهای پیوسته و همگنی دارد .در این نمونه حفرات به جا مانده خروج گازهای حاصل از تجزیه اسید سیتریک کوچک هستند و توزیع بسیار زیادی در نمونه دارند .آنالیز EDX پراکندگی خوبی از عناصر را متناسب با درصدهای در نظر گرفته شده در محاسبات سنتز در کاتالیستهای پروسکیتی سنتز شده نشان داد .آنالیز TEM برای نمونه کاتالیستCi - LMCنشان داد ذرات مکعبی- کروی در اندازههای ۲۰ تا ۳۰ نانومتر با مورفولوژی یکنواخت تشکیل شدهاند .آنالیز FTIR نشان داد که تمام پیکهای جذب مشخصه پروسکیت در نمونههای سنتز شده وجود دارد .نتایج تجزیه و تحلیلDRS نشان داد که استفاده از کبالت درCi - LMCجذب نور را افزایش داده و کاتالیست را برای جذب فوتونهای فرابنفش متصاعد شده از پلاسما فعال میکند .سیستم هیبریدیDBD با چهار نمونه شرح داده شده برای حذف NOx مورد بررسی قرار گرفت .در میان آنها کاتالیستCi - LMCبا حذف ۹۸ از NOx اولیه فعالترین کاتالیست بود .تأثیر پارامترهای عملیاتی مانند زمان تخلیه، دمای سیستم، سرعت فضایی و انرژی ورودی ویژه بر عملکرد کاتالیست منتخب نیز در این سیستم مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج نشان داد حضور پلاسما دمای عملیاتی را تا ░C۸۰ پایین میآورد .همچنین افزایش زمان تخلیه تا min ۲۰، کاهش سرعت فضایی کمتر از ۱ /h۲۰۰۰ و افزایش انرژی ورودی ویژه تا J/L ۱۰۰باعث افزایش راندمان حذف NOx میگردد .تست پایداری نشان داد کاتالیست منتخب توانایی خود را در حذف NOx طی آزمایشهای متوالی تا حد قابل قبولی حفظ میکند ( ۲۳ افت عملکرد پس از ۵ دوره استفاده) که میتواند ناشی از قابلیت پلاسما در پاکسازی سطح کاتالیست حین فرآیند و کاهش دمای عملیاتی باشد.
Text of Note
C. Also, increasing the discharge time up to 20 min, reducing the space velocity to less than 2000 1/h and increasing the specific input energy up to 100 J/L increases the NOx removal efficiency. The stability test showed that the selected catalyst maintains its ability to remove NOx during successive tests to an acceptable level (23 loss of performance after 5 periods of use), which can be due to the ability of plasma to clean the surface of the catalyst during the process and reduce the temperature. be operational.░Among the new methods to remove nitrogen oxides (NOx), non-thermal plasma technology has attracted a lot of attention as an efficient technology due to its speed and high efficiency. If a catalyst is used in the plasma system, the efficiency of NOx removal increases and the production of intermediate compounds is minimized. Since perovskite-type metal oxides are effective and inexpensive catalysts for reducing NOx emissions, they have been studied in this thesis in a plasma-catalyst hybrid system for removing nitrogen oxides from air flow. Therefore, in the first sample, the perovskite catalyst LaMnO3 was prepared by the combustion sol-gel method with citric acid gel agent (LM-Ci) and in the second sample, part of its B-site metal was substituted with cobalt (LMC-Ci). In the third sample, the citric acid gel agent was replaced with glycine in the sol-gel method (LMC-Gl) and finally in the fourth sample, this compound was synthesized by co-precipitation method (LMC-Co). Physical and chemical properties of perovskite catalysts were determined using XRD, BET, SEM, EDX, TEM, FTIR, DRS and TGA analyses. The results of the XRD analysis showed that all the samples have a perovskite structure, but in the LMC-Ci sample, the placement of cobalt was confirmed and the size of the crystals is smaller and the crystal defects are more. BET analysis showed that the LMC-Ci catalyst, in which part of the B site metals were replaced by cobalt metal and citric acid was used as a gelling agent in its preparation, has the highest porosity and has a continuous and homogeneous network structure. In this sample, the holes left for the exit of gases resulting from the decomposition of citric acid are small and have a large distribution in the sample. EDX analysis showed a good dispersion of elements in proportion to the percentages considered in the synthesis calculations in the synthesized perovskite catalysts. TEM analysis for the LMC-Ci catalyst sample showed that cubic-spherical particles with sizes of 20 to 30 nm were formed with uniform morphology. FTIR analysis showed that all perovskite characteristic absorption peaks are present in the synthesized samples. The results of DRS analysis showed that the use of cobalt in LMC-Ci increases the light absorption and activates the catalyst to absorb ultraviolet photons emitted from the plasma. The hybrid DBD system was investigated with four described samples for NOx removal. Among them, LMC-Ci catalyst was the most active catalyst with 98 removal of primary NOx. The effect of operating parameters such as discharge time, system temperature, space velocity and specific input energy on the performance of the selected catalyst was also evaluated in this system. The results showed that the presence of plasma lowers the operating temperature to 80
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Use of an environmentally friendly method based on non-thermal plasma to remove nitrogen oxides with the help of perovskite nanocatalysts
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
اکسیدهای نیتروژن
پروسکیت
سیستم هیبریدی پلاسما کاتالیست
UNCONTROLLED SUBJECT TERMS
Subject Term
Nitrogen Oxides; Perovskite; plasma-catalyst hybrid system
Subject Term
اکسیدهای نیتروژن، پروسکیت، سیستم هیبریدی پلاسما کاتالیست