Hình 3.11: Kết quả hấp phụ chọn lọc của than tương ứng với từng phân khúc Tre Gai ở 25oC
Qua hình 3.11 ta nhận thấy:
Khảnăng hấp phụ của than Tre Gai ở 3 phân khúc (TG, TT, TN) đều mang tính chọn lọc, hấp phụlượng CO2 cao hơn rất nhiều so với lượng CH4. Mẫu than thu được từ phần gốc (TG) và phần giữa (TT) cho kết quả hấp
phụ CO2 (khoảng 43ml/g) cao hơn so với phần ngọn (TN) (khoảng 36ml/g)
0 10 20 30 40 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 q (ml/g) P/P0 CO2-TG-900 CH4-TG-900 CO2-TT-800 CH4-TT-800 CO2-TN-900 CH4-TN-900
54
Khảnăng hấp phụ CH4 của mẫu TG thấp hơn TT và TN.
Kết luận: khả năng hấp phụ chọn lọc của than Tre tốt nhất ở phần gốc, với
điều kiện than hoá ở 900oC, tốc độ gia nhiệt 10oC/phút, lưu lượng khí Argon sử
dụng trong quá trình than hoá là 50l/h và thời gian duy trì nhiệt độ là 2h.
Sở dĩ than Tre cho kết quả hấp phụ chọn lọc CO2 có thể nguyên nhân chính là sự khác biệt vềkích thước phân tử CO2, CH4 và kích thước mao quản phân bố trong
than Tre. Theo đó, phân tử CO2 có lai hoá sp, góc liên kết là 180o, cấu trúc thẳng. Phân tử CH4 có lai hoá sp3, góc liên kết 109o28’với cấu trúc tứ diện đều.
CO2 CH4
Hình 3.12: Kích thước của hai phân tử CH4 và CO2
Kích thước và cấu trúc đó làm khả năng dịch chuyển của phân tử CH4 vào trong mao quản của than sẽkhó khăn hơn so với CO2. Mặt dù cả hai phân tử CH4 và CO2 đều không phân cực, nhưng trên hai nguyên tử Oxy của phân tử CO2 còn cặp electron tự do, những electron này sẽ dễdàng tương tác với những nhóm chức tồn tại trên bề mặt than được hình thành trong quá trình than hoá, trong khi phân tử CH4
không có được khả năng đó. Đây là nguyên nhân chính làm cho phân tử CO2 có
khuynh hướng dịch chuyển vào mao quản theo hướng có kích thước ngang nhỏhơn
(0.33nm so với 0.46nm).
Mặt khác theo kết quả nghiên cứu về kích thước mao quản của than Tre tại phòng thí nghiệm của viện Khoa học Công nghiệp Trường đại học Tokyo thì kích
thước trung bình của mao quản phân bố trong than Tre khoảng 3.75Ao – 5Ao. Với
55
CO2 của than Tre. Trong thí nghiệm này, than Tre được tạo ra trong điều kiện than
hoá như sau:
Tốc độ gia nhiệt: 15oC/phút
Sử dụng dòng khí Nitơ trong suốt quá trình than hoá Thời gian duy trì nhiệt độ 1h
Ngoài ra có sự hấp phụ khác nhau ở 3 phân khúc (TG, TT, TN) là do sự khác nhau về thuộc tính vật lí và hóa học giữa các phân khúc Tre [15]. Theo kết quả
nghiên cứu về tính chất hóa lý của Tre ở 3 phân khúc thì hành phần alcohol toluene, holocellulose và alpha cellulose tăng từ gốc đến ngọn, ngược lại thành phần Lignin,
độẩm, khối lượng riêng, độdày và đường kính thì giảm từ phần gốc đến ngọn.
3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của loài
Với kết quả khảo sát 3 phân khúc Tre Gai thì phân khúc gốc cho kết quả hấp phụ chọn lọc tốt nhất. Do vậy ta dùng phân khúc gốc của các loài để tiến hành khảo sát sựảnh hưởng của loài đến khảnăng hấp phụ chon lọc khí CO2.