فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بیان مساله و اهداف: پیشرفت روز افزون تکنولوژی و صنایع سبب افزایش نیاز به انرژی شده است. اکثر منابعی که جهت تامین انرژی مورد استفاده قرار می­گیرند، باعث افزایش میزان گاز دی­اکسید کربن در جو شده و در نتیجه خطراتی را برای زمین و انسان­ها بوجود می­آورند. یکی از بهترین روش­های جلوگیری از افزایش میزان گاز دی­اکسید کربن، روش جذب سطحی روی جاذب­های جامد است. در سال­های اخیر جاذب­های سلولزی به دلیل زیست تخریب­پذیری و فراوانی بسیار مورد توجه قرار گرفته­اند. سلولز نانو کریستالی مودار یکی از انواع مواد سلولزی است که در دهه اخیر درکاربردهای گوناگونی مورد استفاده قرار گرفته است. در پژوهش حاضر سلولز نانو کریستالی مودار به روش اکسیداسیون و سلولز نانوکریستالی به روش هیدرولیز اسیدی سنتز و میزان ظرفیت جذب دی­اکسید کربن توسط این مواد مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفت. مواد و روشها: آلفاسلولز، سدیم متاپریدات و نمک طعام به 300 میلی­لیتر آب مقطر اضافه شده و محلول حاصل به مدت چند ساعت تحت اختلاط به‌وسیله همزن مغناطیسی باقی ماند تا واکنش بین مواد کامل شود. جهت توقف واکنش مقدار 3 میلی­لیتر اتیلن گلیکول به محتوی ظرف اضافه شد. در ادامه سوسپانسیون تشکیل شده به‌وسیله پمپ خلأ، شست‌وشو داده شد. برای سنتز سلولز نانو کریستالی مودار، سلولز دی­آلدهیدی به دست آمده، به داخل 100 میلی­لیتر آب مقطر اضافه شد. محتوی ظرف در دمای 80 درجه سانتی­گراد تحت اختلاط قرار گرفت تا سلولز دی­آلدهیدی به‌طور کامل حل شود. محلول به دست ­آمده سانتریفیوژ شده و پس از آن، محلول رویی برداشته و وزن شد. به میزان 7/1 برابر وزن محلول رویی، پروپانول به آن اضافه شد. محلول به دست آمده جهت بدست آمدن ماده نهایی مجددا سانتریفیوژ شد. نتایج: نتایج آنالیز طیف­سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی سنتز سلولز نانو کریستالی و سلولز نانو کریستالی مودار را تایید کردند. براساس نتایج آنالیز ظرفیت جذب، در دمای 25 درجه سانتی­گراد با افزایش غلظت دی­اکسید کربن از 10 درصد به 90 درصد میزان جذب سلولز نانو کریستالی مودار به‌طور میانگین از 12/2 میلی­گرم برگرم به 63/7 میلی­گرم برگرم رسیده است. به عبارت بهتر در دمای 25 درجه سانتی­گراد تقریباً افزایش 6/3 برابری داشته است. در مقابل ظرفیت جذب سلولز نانو کریستالی با افزایش غلظت دی­اکسید کربن از 10 درصد به 90 درصد در مقایسه با سلولز نانو کریستالی مودار افزایش چشمگیری نداشته و ظرفیت جذب آن به‌طور میانگین در دمای 25 درجه سانتی­گراد از 69/0 میلی­گرم برگرم به 11/1 میلی­گرم برگرم رسیده است، یعنی میزان ظرفیت جذب برای سلولز نانو کریستالی در دمای 25 درجه سانتی­گراد در حدود 61 درصد افزایش از خود نشان داده است. دلیل این افزایش ظرفیت جذب با افزایش غلظت دی­اکسید کربن، افزایش تعداد مولکول­های دی­اکسید کربن در واحد حجم و به دنبال آن افزایش برخوردها و در نتیجه افزایش میزان ظرفیت جذب است. همچنین با افزایش دما از 25 به 50 درجه سانتی­گراد به دلیل ماهیت فیزیکی جذب دی­اکسید کربن، میزان جذب دی‌اکسید کربن توسط هردو جاذب کاهش می­یابد. به‌طور مثال میزان جذب سلولز نانو کریستالی مودار در غلظت 90 درصد دی­اکسید کربن از 63/7 میلی­گرم برگرم به 78/4 میلی­گرم بر گرم کاهش می­یابد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که سلولز نانو کریستالی مودار به دلیل دارا بودن گروه­های آلدهیدی و نواحی آمورف، میزان جذب بیشتری نسبت به سلولز نانو کریستالی که فاقد موارد ذکرشده است، دارد. در دمای 25 درجه سانتی­گراد و غلظت 90 درصد دی­اکسید کربن ظرفیت جذب سلولز نانو کریستالی مودار و سلولز نانو کریستالی به ترتیب برابر 63/7 میلی­گرم برگرم و 11/1 میلی­گرم برگرم می­باشد؛ یعنی ظرفیت جذب سلولز نانو کریستالی مودار در حدود 7 برابر بیشتر از سلولز نانو کریستالی در شرایط مشابه است. نتیجه­ گیری: به‌طورکلی با افزایش غلظت دی­اکسید کربن و کاهش دما، ظرفیت جذب هردو جاذب افزایش می­یابد، زیرا افزایش غلظت دی­اکسید کربن سبب افزایش میزان تماس بین مولکول­های دی­اکسید کربن و سطح جاذب شده و همچنین با توجه به احتمال اینکه جذب از نوع فیزیکی است، کاهش دما سبب افزایش ظرفیت جذب می­گردد. به‌طوری‌که حداکثر ظرفیت جذب در دمای 25 درجه سانتی­گراد و در غلظت 90 درصد د­ی­اکسید کربن مربوط به سلولز نانو کریستالی مودار بوده و برابر 63/7 میلی­گرم برگرم می­باشد.