Synthesis And Characterization Of Calcium Oxide And Magnesium Oxide Supported Calcium Oxide For Carbon Dioxide Adsorbent - Daud, Farah Diana Mohd (2015)
Kebanyakan kajian melaporkan kalsium oksida (CaO) yang digunakan untuk penyingkiran karbon dioksida (CO2) mengalami ketidakstabilan struktur, lalu mengurangkan kapasiti penjerapan dan serapan kebolehkitar semula. Oleh itu, matlamat utama kajian ini adalah untuk menghasilkan CaO dengan luas permukaan yang tinggi dan kestabilan struktur yang baik untuk memperluaskan penggunaan CaO sebagai penjerap CO2. Kesan pelarut, masa, suhu tindakbalas dan pengkalsinan untuk pembentukan fasa CaO daripada Ca(OH)2 melalui kaedah pemendakan telah dikaji. Kemudian, penambahan MgO kepada CaO untuk melambatkan pensinteran dan seterusnya menambah baiki serapan kebolehkitar semula CO2 yang telah dikaji. Didapati etanol/air ternyahion (etanol/DIW) dan dimethylformamide/air ternyahion (DMF/DIW) dengan isipadu pelarut 78 ml/02 ml yang dihasilkan pada 35 °C selama 30 minit menghasilkan struktur “pod” yang homogen. Pelarut jumlah etanol dan DMF yang tinggi etanol/DIW dan DMF/DIW dengan isipadu pelarut (78 ml/02 ml dan 80 ml/0 ml) bertindak sebagai ejen pengehad yang baik untuk menyekat pertumbuhan Ca(OH)2 hablur pada arah (1010) manakala mendorong pertumbuhan anisotropik ke arah (0001). Secara perbandingan, hasil penjerap dalam etanol/DIW mempunyai luas permukaan yang paling tinggi (30.45 m2/g), isipadu liang yang tinggi (0.235 cm3/g) dan diameter liang kecil (3.8 nm) berbanding dengan DMF/DIW yang mempunyai luas permukaan (20.66 m2/g), isipadu liang (0.111 cm3/g) dan diameter liang (19.02 nm), masing-masing. Masa tindak balas menentukan pembentukan struktur yang homogen manakala suhu menentukan keboleh larutan ion kalsium. Kapasiti penjerapan awal adalah 60% (16 mmol CO2/g penjerap) dan berkurang kepada 35% (8 mmol CO2/g penjerap) selepas 10 kitaran pengkarbonan. Ini berlaku kerana masalah pensinteran. Walau bagaimanapun, penambahan MgO dalam julat 5 hingga 30% berat telah memperbaiki mikrostuktur dengan menunjukan kesan pensinteran dengan kestabilan struktur yang tinggi. Penambahan 5 dan 10% berat MgO kepada CaO menghasilkan penjerap dengan luas permukaan tinggi dan meningkatkan rintangan pensinteran sepanjang pelbagai kitaran penjerapan CO2. Yang paling pentingnya, CaO dengan 10% berat MgO menunjukkan kapasiti penjerapan CO2 yang malar (50%) selama 10 kitaran pengkarbonan. Tanpa penambahan MgO, kapasiti CaO tulen berkurang sebanyak 35% manakala dengan penambahan 10% berat MgO kapasitinya adalah malar. Kesimpulannya, keputusan kajian ini telah menunjukkan 10 wt% MgO adalah memadai untuk membentuk penjerap dengan luas permukaan yang tinggi dengan kestabilan struktur yang baik untuk meningkatkan keupayaan kitaran penjerapan CO2.