Pemacaran karbon dioksida (CO2) ialah antara punca-punca pemanasan sejagat.
Penangkapan CO2 secara penjerapan CO2 telah menjadi salah satu kaedah untuk
mengurangkan pemancaran CO2. Tambahan pula, penjerap yang bercekapan tinggi
diperlukan untuk penangkapan CO2 bersuhu tinggi daripada proses-proses industri hibrid.
Natrium zirconat (Na2ZrO3) ialah salah satu bahan penjerap pepejal yang berpotensi dan
mempunyai prestasi penjerapan berkitar CO2 yang tinggi dan stabil, tetapi kapasiti jerapan
CO2 yang lebih dekat dengan kapasiti unggul masih dikehendaki. Tambahan pula, kesan
kesan metodologi yang berbeza terhadap prestasi penangkapan CO2 dengan penjerap ini
belum dilaporkan dalam kajian-kajian terdahulu. Tujuan utama penyelidikan ini ialah
menambah baik sintesis dan oleh itu kapasiti jerapan CO2 untuk penjerapan CO2 bersuhu
tinggi dengan bahan penjerap Na2ZrO3. Kesan-kesan keadaan pengkarbonanatan dan
pengkalsinan, prekursor natrium (Na) yang berbeza dan penambahan asid sitrik (CA) dan
etilena glikol (EG) terhadap Na2ZrO3 yang disintesis dan oleh itu prestasi penjerapan CO2
bersuhu tinggi telah disiasat. Ujian pencirian dan prestasi penjerapan CO2 terhadap sampel
sampel ini dilakukan melalui analisis termogravimetri, pembelauan sinar-X, penjerapan N2
dan SEM. Semua parameter-parameter tersebut memberi kesan-kesan yang ketara terhadap
prestasi penjerapan CO2 untuk bahan penjerap Na2ZrO3 yang disediakan. Kegunaan
prekursor Na yang berbeza dan suhu penjerapan CO2 mempengaruhi kapasiti penjerapaan
CO2 sampel-sampel itu. Keadaan kalsinasi yang berbeza juga memperanguhi ketulenan
bahan penjerap Na2ZrO3. Penambahan CA dan EG menghasilkan bahan penjerap Na2ZrO3
yang lebih tulen, mempunyai morfologi yang lebih berliang dan oleh itu kestabilan penajaan
semula penjerap ini yang lebih baik daripada sampel yang disediakan tanpa penambahan CA
dan EG. 4.902 mmol/g Na2ZrO3, iaitu kapasiti penjerapan CO2 yang terbaik, telah dicapai
pada suhu pengkarbonatan 550 °C untuk sampel yang disintesis dengan natrium sitrat
sebagai prekursor Na serta menggunakan CA dan EG dengan nisbah molar 2:1, dan dikalsin
pada 900 °C selama 4 h. Oleh itu, penjerap ini adalah sesuai untuk penangkapan CO2
bersuhu tinggi. Ujian keberangkapan di bawah keadaan perindustrian untuk bahan penjerap
Na2ZrO3 ini yang telah bertambah baik adalah dicadangkan.
_______________________________________________________________________________________________________
Carbon dioxide (CO2) emission is among the causes of global warming. CO2 capture by CO2
adsorption has been one of the methods to reduce CO2 emission. Moreover, an adsorbent
with high efficiency is needed for high-temperature CO2 capture from industrial hybrid
processes. Sodium zirconate (Na2ZrO3) is one of the potential solid sorbents with high and
stable cyclic CO2 sorption performance, but CO2 adsorption capacity closer to its ideal
capacity is still desired. Furthermore, the effects of different methodologies on its CO2
capture performance were not reported previously. The main aim of this research work is to
improve the synthesis and thus CO2 capture capacity of Na2ZrO3 for high-temperature CO2
sorption. Effects of carbonation and calcination conditions, different sodium (Na) precursors,
and addition of citric acid (CA) and ethylene glycol (EG) on high-temperature CO2 sorption
performance of synthesised Na2ZrO3 were investigated. Characterisation and CO2 sorption
performance of samples were tested using thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, N2
adsorption and SEM. All the above-mentioned parameters significantly affect the CO2
adsorption performances of the prepared Na2ZrO3 sorbents. The use of different Na precursor
and CO2 adsorption temperature influenced the CO2 adsorption capacity of the samples.
Different calcination conditions also affected the purity of Na2ZrO3. Addition of CA and EG
resulted in producing purer Na2ZrO3 with more porous morphology and hence better
regeneration stability than the sample prepared without the addition of CA and EG. The best
CO2 adsorption capacity of 4.902 mmol CO2/g Na2ZrO3 was achieved at carbonation
temperature of 550 °C, for the sample synthesised with sodium citrate as the Na precursor
and CA:EG molar ratio of 2:1, and calcined at 900 °C for 4 h. Hence, this sorbent is suitable
for high-temperature CO2 capture. It is recommended to test the functionality of this
improved Na2ZrO3 sorbent under industrial conditions.
Effects of synthesis methods and parameters on sodium zirconate for high-temperature co2 sorption_Ooi Khim May_K4_2015_MYMY