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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 18/2018

25.04.2018

ZnO and Cu-based adsorbents for biogas desulfurization at room temperature

verfasst von: F. Pola-Albores, K. Zambrano-Solís, E. Ríos-Valdovinos, J. Conde-Díaz, H. Vilchis-Bravo, Juan A. Reyes-Nava, J. Pantoja-Enríquez, J. Moreira-Acosta

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 18/2018

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Abstract

Synthesis and structural characterization of ZnO and Cu based materials were done in order to compare chemical, morphological and microstructural effects in sorbent materials for gas-phase desulfurization reaction at room temperatures as a potential application in biogas cleaning. The materials were synthesized through two wet chemical routes, firstly using zinc nitrate, hexamethylenetetramine and NaOH reagents at 70 and 90 °C for ZnO flower-like and rod-like structures, respectively; and secondly a typical calcination of metallic copper to obtain CuO. Powder X-ray diffraction, X-ray fluorescent spectroscopy analysis were realized. Results showed a unique zincite phase for ZnO and three phases in copper samples: Cu0, Cu2O and CuO (76.3, 18.3 and 5.4 wt%). The size of crystal domains varied from 180 to 1600 nm, while the particle size varied from 660 to 1020 nm. These materials were tested in desulfurization reactions at room temperature using a fixed-bed glass reactor. In order to avoid poisoning and asphyxiation risks a non-desulfurized biogas influent was simulated by a gas mixture of N2 and H2S (100 ppm). The reactor was fed with the gas mixture at rate of 450 ml/min (GHSV 9120 h−1). The composition of effluent gas was determined using a biogas detector, coupled with an electrochemical H2S sensor. Results show that CuO and ZnO could be feasible adsorbents for the removal of hydrogen sulfide; however, they became saturated after 300 s while high surface area materials, evidenced by SEM, showed higher saturation capacity. Characterization of wasted adsorbents using electron microscopy techniques and fluorescence X-ray spectroscopy evidenced the presence of metallic sulfides at amounts less than 0.05 wt%, although no crystalline phases were detected in further analysis.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat J. Wang, L. Wang, H. Fan, H. Wang, Y. Hu, Z. Wang, Fuel 209, 329 (2017)CrossRef J. Wang, L. Wang, H. Fan, H. Wang, Y. Hu, Z. Wang, Fuel 209, 329 (2017)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat N. Haimour, R. El-Bishtawi, A. Ail-Wahbi, Desalination 181, 145 (2005)CrossRef N. Haimour, R. El-Bishtawi, A. Ail-Wahbi, Desalination 181, 145 (2005)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat M. Syed, G. Soreanu, P. Falletta, M. Béland, Can. Biosyst. Eng. 48(1), 2 (2006) M. Syed, G. Soreanu, P. Falletta, M. Béland, Can. Biosyst. Eng. 48(1), 2 (2006)
5.
Zurück zum Zitat Y. Feng, J. Wen, Y. Hu, B. Wu, M. Wu, J. Mi, Chem. Eng. J. 326, 1255 (2017)CrossRef Y. Feng, J. Wen, Y. Hu, B. Wu, M. Wu, J. Mi, Chem. Eng. J. 326, 1255 (2017)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat N. Thanakunpaisit, N. Jantarachat, U. Onthong, Energy Proced. 138, 1134 (2017)CrossRef N. Thanakunpaisit, N. Jantarachat, U. Onthong, Energy Proced. 138, 1134 (2017)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat J. Wu, D. Lui, W. Zhou, Q. Liu, Y. Huang, High-Temperature H 2 S Removal from IGCC Coarse Gas (Shanghai Jiao Tong University Press and Springer Nature, Singapore, 2018), pp. 21–54 J. Wu, D. Lui, W. Zhou, Q. Liu, Y. Huang, High-Temperature H 2 S Removal from IGCC Coarse Gas (Shanghai Jiao Tong University Press and Springer Nature, Singapore, 2018), pp. 21–54
9.
Zurück zum Zitat M. Ozekmekci, G. Salkic, M. Ferdi, Fuel Process. Technol. 139, 49 (2015)CrossRef M. Ozekmekci, G. Salkic, M. Ferdi, Fuel Process. Technol. 139, 49 (2015)CrossRef
10.
12.
Zurück zum Zitat R. Bertani, A. Biasin, P. Canu, M. Della Zassa, D. Refosco, F. Simionato, M. Zerlottin, J. Hazard. Mater. 305, 105 (2016)CrossRef R. Bertani, A. Biasin, P. Canu, M. Della Zassa, D. Refosco, F. Simionato, M. Zerlottin, J. Hazard. Mater. 305, 105 (2016)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat W. Oh, J. Lei, A. Veksha, A. Giannis, G. Lisak, V. Chang, X. Hu, T. Lim, Fuel 211, 591 (2018)CrossRef W. Oh, J. Lei, A. Veksha, A. Giannis, G. Lisak, V. Chang, X. Hu, T. Lim, Fuel 211, 591 (2018)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat S. Cheah, D.L. Carpenter, K.A. Magrini-Bair, Energy Fuels 23, 5291 (2009)CrossRef S. Cheah, D.L. Carpenter, K.A. Magrini-Bair, Energy Fuels 23, 5291 (2009)CrossRef
17.
18.
Zurück zum Zitat J. Sun, S. Modi, K. Liu, R. Lesieur, J. Buglass, Energy Fuels 21, 1863 (2007)CrossRef J. Sun, S. Modi, K. Liu, R. Lesieur, J. Buglass, Energy Fuels 21, 1863 (2007)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat J. Skrzypski, I. Bezverkhyy, O. Heintz, J. Bell, Ind. Eng. Chem. Res. 50, 5714 (2011)CrossRef J. Skrzypski, I. Bezverkhyy, O. Heintz, J. Bell, Ind. Eng. Chem. Res. 50, 5714 (2011)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat I. Novochinskii, C. Song, X. Ma, X. Liu, L. Shore, J. Lampert, R.J. Farrauto, Energy Fuels 18, 576 (2004)CrossRef I. Novochinskii, C. Song, X. Ma, X. Liu, L. Shore, J. Lampert, R.J. Farrauto, Energy Fuels 18, 576 (2004)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat L. Li, T.H. Sun, C.H. Shu, H.B. Zhang, J Hazard Mater 311, 142 (2016)CrossRef L. Li, T.H. Sun, C.H. Shu, H.B. Zhang, J Hazard Mater 311, 142 (2016)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat S. Park, S. Kim, H. Kheel, S.K. Hyun, C. Jin, C. Lee, Mater. Res. Bull. 82, 130 (2016)CrossRef S. Park, S. Kim, H. Kheel, S.K. Hyun, C. Jin, C. Lee, Mater. Res. Bull. 82, 130 (2016)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat F. Pola-Albores, W. Antúnez-Flores, P. Amézaga-Madrid, E. Ríos-Valdovinos, M. Valenzuela-Zapata, F. Paraguay-Delgado, M. Miki-Yoshida, J. Cryst. Growth 351, 77 (2012)CrossRef F. Pola-Albores, W. Antúnez-Flores, P. Amézaga-Madrid, E. Ríos-Valdovinos, M. Valenzuela-Zapata, F. Paraguay-Delgado, M. Miki-Yoshida, J. Cryst. Growth 351, 77 (2012)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Y.K. Song, K.B. Lee, H.S. Lee, Y.W. Rhee, Korean J. Chem. Eng. 17(6), 691 (2000)CrossRef Y.K. Song, K.B. Lee, H.S. Lee, Y.W. Rhee, Korean J. Chem. Eng. 17(6), 691 (2000)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat D. Montes, E. Tocuyo, E. Gonzalez, D. Rodriguez, R. Solano, R. Atencio, M.A. Ramos, A. Moronta, Microporous Mesoporous Mater. 168, 111 (2013)CrossRef D. Montes, E. Tocuyo, E. Gonzalez, D. Rodriguez, R. Solano, R. Atencio, M.A. Ramos, A. Moronta, Microporous Mesoporous Mater. 168, 111 (2013)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat L. Novochinskii, C. Song, X. Ma, X. Liu, L. Shore, J. Lampert, R.J. Farrauto, Energy Fuels 18, 584 (2004)CrossRef L. Novochinskii, C. Song, X. Ma, X. Liu, L. Shore, J. Lampert, R.J. Farrauto, Energy Fuels 18, 584 (2004)CrossRef
27.
28.
Zurück zum Zitat M. Ranjbar, M. Ali Taher, A. Sam, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 1449 (2016) M. Ranjbar, M. Ali Taher, A. Sam, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 1449 (2016)
29.
30.
Zurück zum Zitat A. Daneshyar, M. Ghaedi, M. Sabzehmeidani, A. Daneshyar, J. Colloid Interface Sci. 490, 553 (2017)CrossRef A. Daneshyar, M. Ghaedi, M. Sabzehmeidani, A. Daneshyar, J. Colloid Interface Sci. 490, 553 (2017)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat S. Li, K. Li, J. Hao, P. Ning, L. Tang, X. Sun, Chem. Eng. J. 302, 69 (2016)CrossRef S. Li, K. Li, J. Hao, P. Ning, L. Tang, X. Sun, Chem. Eng. J. 302, 69 (2016)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat S.P. Hernández, M. Chiappero, N. Russo, D. Fino, Chem. Eng. J. 176–177, 272 (2011)CrossRef S.P. Hernández, M. Chiappero, N. Russo, D. Fino, Chem. Eng. J. 176–177, 272 (2011)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat J. Zhang, M. Liu, R. Zhang, B. Wang, Z. Huang, Mol. Catal. 438, 130 (2017)CrossRef J. Zhang, M. Liu, R. Zhang, B. Wang, Z. Huang, Mol. Catal. 438, 130 (2017)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat I. Rosso, C. Galletti, M. Bizzi, G. Saracco, V. Specchia, Ind. Eng. Chem. Res. 42, 1688 (2003)CrossRef I. Rosso, C. Galletti, M. Bizzi, G. Saracco, V. Specchia, Ind. Eng. Chem. Res. 42, 1688 (2003)CrossRef
Metadaten
Titel
ZnO and Cu-based adsorbents for biogas desulfurization at room temperature
verfasst von
F. Pola-Albores
K. Zambrano-Solís
E. Ríos-Valdovinos
J. Conde-Díaz
H. Vilchis-Bravo
Juan A. Reyes-Nava
J. Pantoja-Enríquez
J. Moreira-Acosta
Publikationsdatum
25.04.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 18/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-9149-2

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