Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75197
Title: | Solubility of carbon dioxide in five promising ionic liquids |
Other Titles: | ความสามารถในการละลายของคาร์บอนไดออกไซด์ในไอออนิกลิควิด 5 ชนิด |
Authors: | Thanawat Nonthanasin |
Advisors: | Henni, Amr Chintana Saiwan |
Other author: | Chulalongkorn University. The Petroleum and Petrochemical College |
Advisor's Email: | Amr.Henni@Uregina.ca Chintana.Sa@Chula.ac.th |
Subjects: | Carbon dioxide -- Dissolution คาร์บอนไดออกไซด์ -- การละลาย |
Issue Date: | 2013 |
Publisher: | Chulalongkorn University |
Abstract: | Ionic liquids are presently considered the most energy-efficient and environmentally benign solvents for CO₂ capture. This research aimed at measuring the solubility of CO₂ in five room temperature ionic liquids, triethylsulfonium bis(trifluoromethyIsulfonyI)imide(S₂₂₂][Tf₂N]), diethylmethyl(2-methoxyethyl)-ammonium bis(trifluoromethylsulfony)imide ([deme][Tf₂N]),1-propyl-3-methyl-imidazolium bis(trifluoromethylsulfony)imide ([pmim][Tf₂N]), 1-allyl-3-methyl- imidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([amim][Tf₂N]), and 1-butyl-4-methylpyridinium tetrafluoroborate ([4mbp][BF₄]) at (313.15, 323.15 and 333.15 K) and at pressure up to 20 bar using a gravimetric microbalance. The experimental solubility data of CO₂ in these solvents were well correlated using the standard Peng-Robinson (PR-EoS), the standard Redlich-Kwong-Soave (SRK-EoS), the SRK-Eos with quadratic mixing rules, and the Non-Random Two-Liquid (NRTL) with satisfactory average absolute deviations (AADs). Binary interaction parameters for these correlations were obtained. The absorption of CO₂ was prone to diminish in this sequence: [deme][Tf₂N] > [pmim][Tf₂N] > [amim][Tf₂N] > [S₂₂₂][Tf₂N] > [4mbp][BF₄]. Four ionic liquids, [deme][Tf₂N], [pmim][Tf₂N], [amim][Tf₂N], and [S₂₂₂][Tf₂N], are deemed promising due to comparably high CO₂ absorption with physical absorption to other prevalent CO₂-absorbing ionic liquids. More interestingly, [deme][Tf₂N] evidently had the highest CO₂ solubility among all ammonium-based ionic liquids reported in the literature. In addition, Henry's law constants and enthalpies and entropies of absorption for CO₂ in the investigated ionic liquid are also reported. |
Other Abstract: | ในปัจจุบัน ไอออนิกลิควิดเป็นตัวทำละลายสำหรับกระบวนการจับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่การวัดความสามารถในการละลายของคาร์บอนไดออกไซด์ในไอออนิกลิควิดที่อุณหภูมิห้องทั้ง 5 ชนิด ได้แก่ ไตรเอทิล ซัลโฟนิล บิส(ไตรฟลูออโรเมทิลซัลโฟนิล)อิไมด์ ([S₂₂₂][Tf₂N]), ไดเอทิลเมทิล(ทู-เมทอกซีเอทิล)แอมโมเนียม บิส(ไตรฟลูออโรเมทิลซัลโฟนิล)อิไมด์ ([deme][Tf₂N]), วัน-โพรพิล-ทรี-เมทิลอิมมิดาโซเลียม บิส(ไตรฟลูออโรเมทิลซัลโฟนิล)อิไมด์ ([pmim][Tf₂N]), วัน-แอลลีล-ทรี-เมทิลอิมมิดาโซเลียม บิส(ไตรฟลูออโรเมทิลซัลโฟนิล)อิไมด์ ([amim][Tf₂N]) และ วัน-บิลทิล-โฟร์-เมทิลไพริดิเนียม เตตระฟลูออโรโบเรต ([4mbp][BF₄]) ที่อุณหภูมิ 313.15, 323.15 และ 333.15 K ภายใต้ความดัน 20 บาร์ โดยใช้เครื่องไมโครบาลานซ์ ชนิดกราวิเมตริก ค่าความสามารถในการละลายของคาร์บอนไดออกไซด์ในตัวทำละลายเหล่านี้ที่ได้จากการทดลองสัมพันธ์กับสมการสถานะเปง-โรบินสันมาตรฐาน, สมการสถานะซอฟว์-เรดลิก-ควองมาตรฐาน, สมการสถานะซอฟว์-เรดลิก-ควองที่ใช้กฎการผสมแบบควอดราติก, และแบบจำลองสัมประสิทธิ์แอกทิวิตีของ NRTL ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์เฉลี่ย (AADs) ที่น่าพึงพอใจ งานวิจัยนี้ได้หาค่าพารามิเตอร์อันตรกิริยาคู่สำหรับสมการสถานะและแบบจำลองสัมประสิทธิ์แอกทิวิตีอีกด้วย จากการทดลองพบว่าการดูดซึมของคาร์บอนไดออกไซด์มีแนวโน้มลดลงตามลำดับดังนี้ [deme][Tf₂N] > [pmim][Tf₂N] > [amim][Tf₂N] > [S₂₂₂][Tf₂N] > [4mbp][BF₄] ไอออนิกลิควิด 4 ชนิด [deme][Tf₂N], [pmim][Tf₂N], [amim][Tf₂N], and [S₂₂₂][Tf₂N] ถือว่าเป็นตัวทำละลายที่เป็นทางเลือกสำหรับกระบวนการจับคาร์บอนไดออกไซด์เนื่องจากมีการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูง ซึ่งสามารถเปรียบเทียบได้กับไอออนิกลิควิดอื่น ๆ ที่แสดงการดูดซึมทางกายภาพในลักษณะเดียวกัน ที่น่าสนใจกว่านั้นคือ[deme][Tf₂N] แสดงความสามารถในการละลายของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงที่สุดอย่างเห็นได้ชัด ในกลุ่มไอออนิกลิควิดชนิดแอมโมเนียม นอกจากนี้ วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ยังได้นำเสนอค่าคงที่ของเฮนรี่ เอนทาลปีและเอนโทรปีของการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ในไอออนิกลิควิดที่ศึกษาอีกด้วย |
Description: | Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2013 |
Degree Name: | Master of Science |
Degree Level: | Master's Degree |
Degree Discipline: | Petrochemical Technology |
URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/75197 |
URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.1997 |
metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2013.1997 |
Type: | Thesis |
Appears in Collections: | Petro - Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Thanawat_no_front_p.pdf | Cover and abstract | 1.2 MB | Adobe PDF | View/Open |
Thanawat_no_ch1_p.pdf | Chapter 1 | 667.47 kB | Adobe PDF | View/Open |
Thanawat_no_ch2_p.pdf | Chapter 2 | 2.86 MB | Adobe PDF | View/Open |
Thanawat_no_ch3_p.pdf | Chapter 3 | 1.06 MB | Adobe PDF | View/Open |
Thanawat_no_ch4_p.pdf | Chapter4 | 2.3 MB | Adobe PDF | View/Open |
Thanawat_no_ch5_p.pdf | Chapter 5 | 643.17 kB | Adobe PDF | View/Open |
Thanawat_no_back_p.pdf | Reference and appendix | 2.67 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.