دوره 9، شماره 4 - ( 10-1398 )
جلد 9 شماره 4 صفحات 345-329 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Kakaei H, Beygzadeh M, Golbabaei F, Ganjali M R, Jahangiri M, Shahtaheri S J. Investigation of hydrogen sulfide adsorption in metallic scaffold MOF-5 nanocomposite based on activated carbon for the use of respiratory mask cartridge. J Health Saf Work 2019; 9 (4) :329-345
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-6220-fa.html
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-6220-fa.html
کاکایی حجت الله، بیگزاده مجتبی، گلبابایی فریده، گنجعلی محمدرضا، جهانگیری مهدی، شاه طاهری سید جمالدین. بررسی میزان جذب سولفید هیدروژن در نانوکامپوزیت داربست آلی فلزی MOF-5 بر پایه کربن فعال بمنظور استفاده در کارتریج ماسک تنفسی. بهداشت و ایمنی کار. 1398; 9 (4) :329-345
حجت الله کاکایی* 
1، مجتبی بیگزاده2 ، فریده گلبابایی3 ، محمدرضا گنجعلی4 ، مهدی جهانگیری5 ، سید جمالدین شاه طاهری3
1، مجتبی بیگزاده2 ، فریده گلبابایی3 ، محمدرضا گنجعلی4 ، مهدی جهانگیری5 ، سید جمالدین شاه طاهری3
1- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران | گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
2- گروه انرژی، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی کرج، کرج، ایران
3- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
4- مرکز عالی الکتروشیمی، دانشکده شیمی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران
5- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران
2- گروه انرژی، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه مواد و انرژی کرج، کرج، ایران
3- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
4- مرکز عالی الکتروشیمی، دانشکده شیمی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران
5- گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران
چکیده: (3786 مشاهده)
مقدمه: سولفید هیدروژن یکی از مهمترین ناخالصی های موجود در گاز طبیعی است. با توجه به این واقعیت که این گاز بسیار خطرناک، سمی، خورنده و آتش زا می باشد، لذا حذف سولفید هیدروژن به روش های مختلفی مورد مطالعه قرار گرفته است که یکی از شناخته شده ترین آنها روش جذب سطحی می باشد. در مطالعه حاضر از کربن فعال و کامپوزیت کربن فعال داربست آلی-فلزی (MOF-5) جهت حذف سولفید هیدروژن از هوای تنفسی به روش جذب سطحی استفاده شد.
روش کار: ابتدا کربن فعال (AC) توسط آسیاب گلوله ای تبدیل به پودر گردید و کامپوزیت AC/MOF-5بر پایه کربن با مقادیر10، 25 و 40 درصد وزنی از داربست آلی فلزی MOF-5 سنتز شد. سپس بررسی میزان جذب و زمان عبور آلاینده در دما، رطوبت و غلظت های مختلف با استفاده از سیستم شبیه ساز دستگاه تنفسی انسان طراحی شده مورد آزمایش قرار گرفت. برای تعیین ویژگی جاذب های کامپوزیتی تهیه شده از روش های دستگاهی XRD، SEM و BET استفاده گردید.برای سنجش میزان دقیق گاز سولفید هیدروژن از سنسور اختصاصی دستگاه قرائت مستقیم aeroqual S500 با دقت
ppm 01/0 برای گاز سولفید هیدروژن استفاده شد.
یافته ها: کامپوزیت AC/MOF-5 نسبت به سایر جاذب ها میزان جذب و زمان عبور آلاینده بالاتری را نشان داد. سطح ویژه (BET) برای این نمونهm2/g 814، متوسط قطر حفره ها 6795/1 نانومتر و حجم کل حفرات برابر cm3/g 342/0 بدست آمد. نمودار ایزوترم نشان داد که بر اساس تقسیم بندی اتحادیه جهانی شیمی محض و کاربردی ( IUPAC ) بیشتر اندازه حفرات این جاذب در دسته میکرو متخلخل قرار گرفت. بیشترین میزان جذب (میلی گرم بر گرم جاذب) و زمان عبور آلاینده (دقیقه) مربوط به جاذب با 41/60 (08/1=SD) میلی گرم بر گرم جاذب و 26/56 (38/2=SD) دقیقه در دمای 15 درجه سانتی گراد، غلظت ppm 88/9 (70/0=SD) ، رطوبت 06/51 (15/0=SD) و افت فشار 34/51 میلی متر آب بود. با افزودن بیش از 25 درصد وزنی از داربست آلی-فلزی MOF-5 به کربن فعال مقدار جذب و زمان عبور آلاینده افزایش یافت، اگرچه افت فشار آن نیز بیشتر گردید.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که جاذب کامپوزیتی AC/MOF-5 ، باتوجه به ساختار متخلخل، سطح ویژه بالا، و از همه مهمتر داشتن گروه های Zn-O-C، باعث افزایش میزان جذب و همچنین زمان عبور آلاینده شد. با این حال افت فشار نسبتا بالاتری را نسبت به کربن فعال تجاری (AC)نشان داد.
روش کار: ابتدا کربن فعال (AC) توسط آسیاب گلوله ای تبدیل به پودر گردید و کامپوزیت AC/MOF-5بر پایه کربن با مقادیر10، 25 و 40 درصد وزنی از داربست آلی فلزی MOF-5 سنتز شد. سپس بررسی میزان جذب و زمان عبور آلاینده در دما، رطوبت و غلظت های مختلف با استفاده از سیستم شبیه ساز دستگاه تنفسی انسان طراحی شده مورد آزمایش قرار گرفت. برای تعیین ویژگی جاذب های کامپوزیتی تهیه شده از روش های دستگاهی XRD، SEM و BET استفاده گردید.برای سنجش میزان دقیق گاز سولفید هیدروژن از سنسور اختصاصی دستگاه قرائت مستقیم aeroqual S500 با دقت
ppm 01/0 برای گاز سولفید هیدروژن استفاده شد.
یافته ها: کامپوزیت AC/MOF-5 نسبت به سایر جاذب ها میزان جذب و زمان عبور آلاینده بالاتری را نشان داد. سطح ویژه (BET) برای این نمونهm2/g 814، متوسط قطر حفره ها 6795/1 نانومتر و حجم کل حفرات برابر cm3/g 342/0 بدست آمد. نمودار ایزوترم نشان داد که بر اساس تقسیم بندی اتحادیه جهانی شیمی محض و کاربردی ( IUPAC ) بیشتر اندازه حفرات این جاذب در دسته میکرو متخلخل قرار گرفت. بیشترین میزان جذب (میلی گرم بر گرم جاذب) و زمان عبور آلاینده (دقیقه) مربوط به جاذب با 41/60 (08/1=SD) میلی گرم بر گرم جاذب و 26/56 (38/2=SD) دقیقه در دمای 15 درجه سانتی گراد، غلظت ppm 88/9 (70/0=SD) ، رطوبت 06/51 (15/0=SD) و افت فشار 34/51 میلی متر آب بود. با افزودن بیش از 25 درصد وزنی از داربست آلی-فلزی MOF-5 به کربن فعال مقدار جذب و زمان عبور آلاینده افزایش یافت، اگرچه افت فشار آن نیز بیشتر گردید.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که جاذب کامپوزیتی AC/MOF-5 ، باتوجه به ساختار متخلخل، سطح ویژه بالا، و از همه مهمتر داشتن گروه های Zn-O-C، باعث افزایش میزان جذب و همچنین زمان عبور آلاینده شد. با این حال افت فشار نسبتا بالاتری را نسبت به کربن فعال تجاری (AC)نشان داد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
دریافت: 1398/10/7 | پذیرش: 1398/10/7 | انتشار: 1398/10/7
دریافت: 1398/10/7 | پذیرش: 1398/10/7 | انتشار: 1398/10/7
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
