سنتز، شناسایی و اصلاح جاذب سلولز نانوکریستالی مودار به منظور استفاده در فرآیند جذب دی اکسید کربن

زمینه و هدف: افزایش مصرف انرژی در جهان، سبب افزایش تولید گاز دی اکسید کربن شده و صدمات جبران ناپذیر فراوانی از جمله گرمایش زمین را ایجاد کرده است. هدف از پژوهش حاضر بررسی ظرفیت جذب جاذب نوین سلولز نانوکریستالی مودار و بهبود عملکرد آن در جذب دی اکسید کربن توسط اصلاح با دو نوع آمین مونو اتانول آمین و دی اتانول آمین است.  روش بررسی: پس از سنتز سلولز نانوکریستالی مودار به روش اکسیداسیون و اصلاح با آمین، از آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی به جهت بررسی تشکیل گروه های شیمیایی و مورفولوژی نمونه ها استفاده شد. همچنین برای بررسی میزان جذب نمونه ها از آنالیز توزین حرارتی در دو دمای 25 و c°50  و دو غلظت 10 و 90 درصد دی اکسید کربن در نیتروژن استفاده گردید.یافته ها: نتایج نشان داد که در دمای c° 25 و غلظت 90 درصد دی اکسید کربن، ظرفیت جذب سلولز نانوکریستالی مودار، سلولز نانوکریستالی مودار اصلاح شده با 20 درصد وزنی مونواتانول آمین و سلولز نانوکریستالی مودار اصلاح شده با 20 درصد وزنی دی اتانول آمین به ترتیب برابر 1/74، 2/5 و mmol/g 1/96 است. به عبارت بهتر، ظرفیت جذب دی اکسید کربن جاذب اصلاح شده با مونو اتانول آمین حدود 44 درصد و نمونه اصلاح شده با دی اتانول آمین حدود 13 درصد بهبود یافته است.نتیجه گیری: طبق نتایج بدست آمده، می توان دریافت سلولز نانوکریستالی مودار و به ویژه نوع اصلاح شده آن را می توان به عنوان یک جاذب نوین و دارای پتانسیل قوی در زمینه جذب دی اکسید کربن معرفی نمود.

synthesis, characterization, and modification of hairy nanocrystalline cellulose adsorbent for using in carbon dioxide adsorption process

background and objective: the global increase in energy consumption has led to a rise in carbon dioxide emissions, causing significant and often irreparable damages such as global warming. this study investigates the adsorption capacity of hairy nanocrystalline cellulose as a novel adsorbent and seeks to enhance its performance in carbon dioxide capture by modifying it with two types of amines: monoethanolamine and diethanolamine.materials and methods: hairy nanocrystalline cellulose was synthesized through oxidation and amine modification. the formation of chemical groups and sample morphology was analyzed using fourier transform infrared spectroscopy and field emission scanning electron microscopy. additionally, thermogravimetric analysis was performed at two temperatures (25 and 50 °c) and two concentrations (10% and 90% carbon dioxide in nitrogen) to evaluate the adsorption capacity of the samples.results: the results showed that at 25 °c and a carbon dioxide concentration of 90%, the adsorption capacities of hairy nanocrystalline cellulose, cellulose modified with 20% by weight of monoethanolamine, and cellulose modified with 20% by weight of diethanolamine were 1.74, 2.5, and 1.96 mmol/g, respectively. these findings indicate that modifying the adsorbent with monoethanolamine increased its carbon dioxide adsorption capacity by approximately 44%, while modification with diethanolamine resulted in a 13% improvement.conclusion: the findings suggest that hairy nanocrystalline cellulose, particularly in its modified forms, holds significant promise as a novel and effective adsorbent for carbon dioxide capture.