The Potential Applications of Impregnated Carbonaceous Adsorbents in the Removal of Selected Organosulfur Compounds from Synthetic Diesel Fuel. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Dr._Mazen's_Disseration.pdf - Accepted Version Download (10MB) | Preview

Arabic Abstract

المجتمعات العلمية والصناعية تبحث باستمرارعن بدائل للممتزات الحالية بأخرى جديدة ذات خصائص أفضل مثل، انخفاض نسبة الكتلة إلى الحجم، مع قدرة امتصاص عالية لإزالة مركبات الكبريت العضوية من الوقود بشكل كامل. لذلك، تم تحضير مجموعة من الممتزات المكونة من المواد الكربونية (الكربون المنشط، أنابيب الكربون النانوية وأكسيد الجرافين) والمشربة بنسب مختلفة من أكسيد الألومنيوم، أكسيد النيكل أو أكسيد اليورانيوم أو كبريتيد الفضة باستخدام طريقة التشريب المبلل وترسيب الأبخرة الكيميائية (CVD). تم توصيف هذه الممتزات باستخدام تقنيات التوصيف الأكثر تطورا (التحليل الحراري الوزني (TGA)، تحديد المساحة السطحية، المجهر الإلكتروني الماسح(SEM) ، وحيوية متبدد الأشعة السينية(EDX)، مجهر حقل الانبعاثات الكترون(TEM)، والأشعة X أداة ديفراكتوميتر (XRD) و مطياف الأشعة السينية الضوئية .(XPS)تمت دراسة إمكانية تطبيق هذه الممتزات لإزالة مركبات الكبريت العضوية (الثيوفين و الثيوفين ثنائي البنزين) إزالة انتقائية. وقد تم الحصول على متساوي حرارةإمتزاز الثيوفين و الثيوفين ثنائي البنزين الموجود في محلول الهكسان العضوي كنمزذج للوقود وتمت دراسة حركية إزالة الكبريت لهذه المركبات.تم الحصول علىأعلىكفاءة إزالة(% 98) لمركبDBT في غضون ساعتين باستخدام كمية قليلة من الممتز(ACU5)في 25ملممن نموذج الوقود. كذلك تم حساب كفاءاتالممتزات الأخرى لإزالةمركبات الثيوفين و الثيوفين ثنائي البنزين من الهكسان. متساوي حرارةالإمتزاز للممتزات عينت بنماذج لانجميور وفروندليتش. وكانت أعلى سعة إمتزاز (Qmax)لمركب الثيوفين ثنائي البنزين108.95 ملغ/غ على المادة الممتزة.ACU5سرعات الامتزازللثيوفين ثنائي البنزين والثيوفين تتبع حركية التفاعل شبه الثنائي مع معاملات إرتباطقريبة من 1.00. قد تم التوصللإزالة إنتقائية جيدة بإستخدام هذه الممتزات للثيوفين ثنائي البنزيننسبة إلى ثيوفين والنفثالين من محلول نموذج الوقود. أظهرت الممتزات ACAL5، CNTAL5، ACNINI5وCNTNI5 إعادة استخدام جيدة لا تقل عن 5 دورات إمتزاز من دون خسارة كبيرة في سعة الامتصاص الخاصة بهم. كما تم الكشف عن أن ACAL5 قادر على إزالة %30 منالثيوفين ثنائي البنزين الموجودفي وقود الديزل الحقيقي.

English Abstract

The scientific and industrial societies are seeking continually alternatives to the present adsorbents with new ones that have better properties such as, lower mass to volume ratio with high adsorption capacity to remove the organic sulfur compounds from fuel to nearly zero level. Therefore, a set of adsorbents’ composite based on carbonaceous materials (activated carbon, carbon nanotube and graphene oxide) modified with different loading percentage of aluminum, nickel or uranium oxide or silver sulfide were prepared using a wetness impregnation and chemical vapor deposition (CVD) methods. These adsorbents were characterized using sophisticated characterization techniques (TGA, N2 adsorption-desorption surface area analyzer, SEM, EDX, FE-TEM,XRD and XPS). The potential application of these adsorbents for selective removal of dibenzothiophene was studied. The adsorption isotherm of dibenzothiophene and thiophene in n-hexane as model fuel were obtained and desulfurization kinetics were carried out. The high DBT removal efficiency (98 %) was achieved within 2 hours using low ration of ACU5 adsorbent’s mass to volume of 250 mg/L model fuel. The efficiencies with which the otherprepared adsorbents remove DBT and thiophene from their solutions are reported. The adsorption isotherms fitted both the Langmuir and Freundlich models. The highest adsorption capacity (Qmax) of DBT was 108.95mg/g on the ACU5 adsorbent. The adsorption rates for DBT and thiophene follow pseudo-second order kinetics using all prepared adsorbents in this study, with correlation coefficients close to 1.00. The good removal selectivity by these adsorbents of DBT relative to thiophene and naphthalene is also reported. The ACAL5, CNTAL5, ACNINI5 and CNTNI5 adsorbents showed good reusability for at least 5 adsorption cycles without significant loss in their adsorption capacities. It has been also found that ACAL5 is capable of removing 30 % of the DBT in diesel fuel.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Chemistry
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor:	Khaled, Mazen
Committee Members:	Abulkibash, Abdalla and Oweimreen, Ghassan A. and Al-Jundi, Isam
Depositing User:	MAZEN NAZAL (g201107570)
Date Deposited:	08 Mar 2016 11:58
Last Modified:	01 Nov 2019 16:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139769