文章基本信息

标题：اصلاح سطحی کربن فعال توسط پلاسمای سرد و تاثیر آن در جذب سطحی بخارات تولوئن
其他标题：Modification of activated carbon by cold plasma and its effect on the adsorption of toluene
本地全文：下载
作者：parvane beykmohamadloo ; rasoul yarahmadi ; hassan asilyan 等
期刊名称：Iran Occupational Health
印刷版ISSN：1735-5133
电子版ISSN：2228-7493
出版年度：2019
卷号：16
期号：4
页码：1-10
出版社：Tehran University of Medical Sciences
摘要：زمینه و هدف: هوای پاک به عنوان یکی از نیاز های اساسی برای سلامت و رفاه انسان مطرح می باشد. با این حال، به موازات رشد و توسعه اقتصادی، حمل و نقل، زندگی شهرنشینی و مصرف انرژی نیز افزایش یافته و نگرانی های زیادی از قبیل آلودگی هوا را فراهم نموده که نیازمند توجه فوری و گسترده است. منابع آلودگی هوا عمدتاً شامل: ذرات معلق، ترکیبات آلی فرار، مونوکسید کربن، آمونیاک، اکسید گوگرد، دی اکسید کربن و غیره می باشند. در این میان، ترکیبات آلی فرار، بدلیل اثرات قابل توجه و جبران ناپذیر برسلامتی انسان و حجم بالای تولید، از مهمترین آلاینده های جوامع محسوب می شود. جذب سطحی از موثرترین روشهای کنترلی و کربن فعال به عنوان یکی از پرکاربردترین جاذبهای مورد استفاده در این زمینه می باشد. از این رو هدف پژوهش حاضر، ایجاد تغییرات قابل توجه در ویژگی های ساختاری جاذب با بکارگیری روش پلاسما بعنوان تکنیک نوظهور دانش کنترل آلودگی هوا بمنظور افزایش کارایی آن تعیین گردیده است. روش بررسی: در این تحقیق، ابتدا نمونه های گرانول کربن فعال توسط فرایند پلاسما متاثر از 4 متغیر: دما (℃40،70،100،130)، هواگذر جریان ( Lpm 75/0، 50/0، 25/0، 12/0)، زمان مواجهه با پلاسما ( min 1،2،3،4) و ولتاژ مصرفی ( kV 2/1 ،1 ،8/0 ،6/0) مورد اصلاح قرار گرفته شدند. سپس نمونه های گرانول کربن فعال اصلاح شده توسط بخار تولوئن در غلظت 200 ppm مورد جذب سطحی قرار گرفتند و زمان شکست جذب و ظرفیت جذب سطحی هر بستر بطور مجزا تعیین و محاسبه گردید. نمونه های با بیشترین ظرفیت جذب سطحی بمنظور بررسی سطح ویژه، قطر منافذ و مورفولوژی گرانول کربن فعال بعنوان مهمترین ویژگی های سطح جاذب، توسط آنالیز SEM و BET مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین به منظور تعیین ارتباط متغیر های فرایند اصلاح (دما، هواگذر، زمان مواجهه و ولتاژ مصرفی) با زمان شکست جذب و ظرفیت جذب سطحی، از آنالیز واریانس نرم افزار Minitab استفاده گردید. یافته ها: نتایج نشان می دهد بعد از اصلاح در دمای ℃130، هواگذر 75/0، زمان مواجهه min 1 و ولتاژ 1 بیشترین میزان ظرفیت جذب سطحی کربن فعال را خواهیم داشت که 56% نسبت به جاذب اصلاح نشده افزایش یافته است. این در حالی است که اثر قابل توجهی در نتایج حاصل از تست های (سطح ویژه، حجم مخصوص و قطر منافذ کربن فعال) مشاهده نشد و دلیل تغییرات جزئی مورد مشاهده نیز مربوط به تاثیر فرایند پلاسما روی سطح جاذب می باشد که منجر به تخریب و یا مسدود شدن برخی از منافذ گردیده است. ضمن اینکه تصاویر ، بیانگر تغییرات کمی در مقیاس میکرو و نانو روی سطح جاذب اصلاح شده نسبت به نمونه های اولیه می باشد. نتیجه گیری: پلاسمای سرد، بعنوان روشی نوین و سازگار با محیط زیست منجر به ایجاد تغییرات فیزیکی و شیمیایی گرانول کربن فعال می گردد. که مهمترین دلیل افزایش ظرفیت جذب سطحی مربوط به تغییرات شیمیایی بوقوع پیوسته روی سطح جاذب، تحت تاثیر فرایند اصلاح می باشد.
其他摘要：
Background and aims: Clean air is one of the basic needs for human health and well-being. However, along with economic growth and development, transportation, urbanization and energy consumption have also risen and provide many concerns such as air pollution, which require urgent and wide attention. Air pollution in the worldwide is considered as a risk factor for human health and one of the main challenges of modern countries. In this regard, the organizations responsible in different countries, determine the rules of the threshold limit values of pollutants such as: carbon monoxide, nitrogen oxides, sulfur compounds, heavy metals, volatile organic compounds and propose solutions for their control. Air pollution sources are mainly composed of: suspended particles, volatile organic compounds, carbon monoxide, ammonia, sulfur oxides, carbon dioxide. Meanwhile, volatile organic compounds are one of the most important pollutants in communities due to their significant and irreparable effects on human health and high production. These compounds have been rejected due to the destruction of the stratospheric ozone, photochemical oxidant precursors, acid rain, climate change and global warming, effects on the nervous system, cancer, and so on. In order to eliminate and control these emissions, several methods have been identified such as catalytic and thermal oxidation, condensation, biological, membrane separation, absorption and adsorption. The methods mentioned each for different reasons and functional characteristics have their strengths and weaknesses in utilizing air purification technologies. However, adsorption is one of the most effective control methods and activated carbon as a porous and non-polar adsorbent is one of the most widely used adsorbents due to its hydrophobicity, high surface area, high adsorption capacity and relatively cheap price in this field. In spite of the proper efficiency of activated carbon in the adsorption of pollutants, especially for volatile organic compounds, attempts to improve the adsorption capacity of activated carbon by various methods are being carried out with researchers. Conventional modification methods for increasing the adsorption capacity of activated carbon, includes: chemical methods (acid treatment, base treatment), modification by impregnation, physical methods (thermal methods, oxidation,) biological methods, ozone, plasma (dielectric barrier discharge plasma), microwave, and so on. In recent years, the use of plasma has increased significantly in order to modification of surface of various types of materials and compared with other conventional technologies in the field of modification of surfaces, as a promising method, in a shorter and easier time. In addition, there are no secondary pollutants in it. Plasma is ionized gas that all or a significant portion of its atoms have lost one or more electrons and have become positive ions. Types of non-thermal plasma includes: corona discharge, DBD (dielectric barrier discharge), glow discharge, microwave discharge, gilding arc discharge etc. In fact, this method is very efficient and easy to modification of surfaces, and by making physical and chemical changes in the surface structure of materials, the surfaces are modified. Physical changes are mainly caused by UV radiation and other radiation emitted from the discharge to surface, production of active particles such as ions, free radicals and ozone gas and usually affect the porous structure of the adsorbent in order to increase the adsorption capacity.

Proper physicochemical background and widespread use of activated carbon in the removal of air pollutants (especially volatile organic compounds) have led to special attention being paid to altering the structural and chemical properties of these adsorbents using other existing techniques and emerging techniques of air pollution control knowledge by various scientists an
关键词：پلاسما; ترکیبات آلی فرار; اصلاح; جذب سطحی; گرانول کربن فعال
其他关键词：Plasma; volatile organic compounds; modification; adsorption; activated carbon granule