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研究生:曾仕傑
研究生(外文):Tseng Tseng Shih Chieh
論文名稱:在低分壓下評估活性碳及其改質劑對二氧化碳吸附效能
論文名稱(外文):Evaluation of Carbon Dioxide Adsorption Performance Using Activated Carbon and its Modified as Adsorbent Under Low Partial Pressure
指導教授:余世宗余世宗引用關係
指導教授(外文):Yu Shih Tsung
口試委員:林啟文葉啟輝
口試委員(外文):Lin Chi Wen WenShe Yeh Chi Hui
口試日期:2011-06-17
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:環境工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:二氧化碳吸附、動力模式、吸附劑
外文關鍵詞:carbon dioxide adsorption, kinetic model, adsorbent
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本研究是以活性碳為二氧化碳吸附劑,在低分壓下評估其吸附效能,並利用氫氧化納溶液含浸方法,增加活性碳吸附二氧化碳能力,探討溫度、水份對二氧化碳之吸附之影響。
為模擬室內環境,吸附試驗之起始二氧化碳濃度範圍約介於3000~5000 ppm,溫度設定在20、25、30、35、40℃。在吸附二氧化碳實驗中,發現反應槽相對濕度高低,會影響吸附劑吸附二氧化碳吸附量,並呈現相互競爭的現象。由平衡吸附模式結果可以得知活性碳與含浸氫氧化鈉之活性碳吸附效果,其中活性碳平均吸附量293.04 mg/g,含浸0.05N(NaOH)平均吸附量490.07 mg/g,而含浸0.1N(NaOH)平均吸附量在750.55 mg/g,吸附效果最好的是含浸1N(NaOH)平均吸附量2011.24 mg/g。
依據活性碳與含浸氫氧化鈉活性碳吸附二氧化碳實驗結果,計算後發現以一階、二階動力模式比較適合說明吸附過程中二氧化碳濃度動態變化,而二階動力模式有較良好的線性關係;若比較一階動力模式理論值(qm)與實驗值(qe)之差距,此差距明顯大於二階動力模式實驗值(qe)與理論值(qm)之差距,由此可得知未含浸活性碳與含浸(NaOH)活性碳吸附行為較符合二階動力模式。在內部擴散模式中,k值會隨著含浸氫氧化鈉濃度增加而增加,其實驗的數據與內部擴散模式圖形趨勢相符。 另外內部擴散模式R2與1較接近,也間接說明二氧化碳吸附平衡實驗中,在吸附劑的表面有孔內擴散行為發生。

In this study activated carbon was used as adsorbent for removal of carbon dioxide under low partial pressure. To enhance adsorption performance activated carbon was impregnated in the solution of sodium hydroxide. Adsorption performance was evaluated for the adsorbents under the conditions with different temperature and humidity.
To simulate the indoor environment, the initial carbon dioxide concentration was adjusted in the range between 3000 ~ 5000 ppm, and the temperature set at 20,25,30,35,40℃ . Absorption of carbon dioxide in the experiment It was found that the level of relative humidity in the adsorption chamber affected the adsorption capacity of carbon dioxide for activated carbon and its modified. The competition adsorption of carbon dioxide and water was also observed. The amount of carbon dioxide adsorbed at equilibrium was 293.04 mg /g for activated carbon, and 490.07 mg /g for activated carbon impregnated with 0.05N NaOH solution, 750.55 mg /g for that with0.1N NaOH solution, 750.55 mg /g with 1N NaOH.
Based on the adsorption results, the first order and second-order kinetic models are more suitable for the description of th e dynamic changes of carbon dioxide concentration in the adsorption process. However, the differences between the predicted amounts carbon dioxide adsorbed and the experimental values at equilibrium are larger for the first order-order kinetic model than the second-order kinetic model. It follows that the second-order kinetic model is suitable for the adsorption process in this case. In the internal diffusion model, k values will be increased with the increasing sodium hydroxide concentration. The R2 between the predicted values of internal diffusion model and the experimental data closer to 1 also implies diffusion of carbon dioxide occurred in the pore of activated carbon.

目錄

封面內頁
簽名頁
中文摘要..................................................................................... iii
英文摘要....................................................................................... v
誌謝............................................................................................. vii
目錄............................................................................................ viii
圖目錄.......................................................................................... xi
表目錄............................................................................................xiv

第一章 緒論
1.1 研究動機............................................................ 1
1.2 研究內容............................................................ 2
第二章 文獻回顧
2.1 室內品質概述.................................................... 3
2.2 室內空氣品質之重要性..................................... 4
2.3 室內空氣污染物................................................ 5
2.4 室內空氣品質評估............................................ 6
2.5 二氧化碳來源影響與特性................................. 8
2.6 二氧化碳處理方法............................................ 10
2.6.1捕捉類型................................................... 10
2.6.2二氧化碳生物固定處理法........................ 13

2.7 吸附理論............................................................... 14
2.7.1吸附過程...................................................... 14
2.7.2吸附種類...................................................... 15
2.7.3吸附型態...................................................... 17
2.8 吸附動力學........................................................... 18
2.8.1Pseudo-first-order.......................................... 18
2.8.2Pseudo-second-order..................................... 19
2.8.3Intrapariticle diffusion model........................ 20
2.9 吸附性碳材改質及多孔隙文獻彙整................... 20
第三章 研究方法與步驟
3.1 研究方法............................................................... 23
3.2 實驗材料............................................................... 25
3.3 實驗設備............................................................... 25
3.4 實驗設備校正與方法........................................... 27
3.4.1濕度偵測計校正.......................................... 27
3.4.2 二氧化碳偵測計校正................................. 28
3.4.3 傅立葉轉換紅外線光譜儀......................... 29
3.5 二氧化碳起始濃度控制....................................... 30
3.6 吸附劑預前處理及添加....................................... 30
3.7 吸附劑吸附二氧化碳平衡吸附量計算............... 31
3.8 吸附劑吸附水份吸附量計算............................... 31
3.9 氫氧化鈉(NaOH)改質活性碳方法...................... 32


第四章 結果與討論
4.1 活性碳含浸前後之特性分析............................. 33
4.1.1傅立葉轉換紅外線光譜儀........................ 33
4.2 活性碳吸附量與濕度關係................................. 36
4.3 活性碳改質前後吸附平衡實驗......................... 37
4.4 動力吸附模式之分析........................................ 48
4.4.1Pseudo-first-order kinetic model................ 48
4.4.2Pseudo-second-order kinetic model............ 53
4.4.3Intrapariticle diffusion model..................... 59
第五章 結論與建議
5.1 結論.................................................................... 63
5.2 建議.................................................................... 66
參考文獻

參考文獻

中文文獻
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