دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی شیمی ، نفت و گاز

| تاریخ ارسال: 1398/8/19 |

چکیده
هدف از انجام این پژوهش تهیه غشای توری فوق‌‌آبگریز نانوساختار بر پایه اکسید روی با کنترل همزمان مورفولوژی و انرژی آزاد سطح بدون بهره‌‌گیری از اصلاح کننده‌‌های سطحی، تغییر و بهینه سازی ترشوندگی سطح به‌‌منظور استفاده در فرایندهای جداسازی مخلوط‌‌های آب و روغن بوده است. در ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی L₁₆، تاثیر عوامل موثر در مرحله سنتز بر رفتار ترشوندگی سطح نانوساختار اکسید روی ارزیابی شد و شرایط بهینه به‌‌منظور رسیدن به خواص فوق آبگریزی بدست آمد. نتایج مربوط به آنالیز ترشوندگی سطح نشان داد که نمونه سنتز شده در شرایط بهینه با زاویه تماس استاتیک

5/2±

8/ 162 و پسماند زاویه تماس

5/0±

8/1، رفتار فوق آبگریز را بدون استفاده از هرگونه اصلاح کننده سطحی داشته است. نتایج آنالیز SEM ایجاد ساختارهای سلسله مراتبی گلسان متشکل از نانومیله‌‌های اکسید روی با ساختار سوزنی شکل با طول 3 میکرومتر، متوسط قطر 85 نانومتر را تأیید کرد. نتایج مربوط به تغییر ترشوندگی سطح با استفاده از عملیات حرارتی در دماهای متفاوت نشان داد که تغییر دمای عملیات حرارتی از

150 به

400 منجر به تغییر برگشت‌‌پذیر رفتار ترشوندگی سطح از حالت فوق آبگریز به حالت فوق آبدوست-فوق روغنگریز زیر آب با زاویه تماس روغن زیر آب

3±

5/172 می‌‌شود. بررسی مکانیسم تغییر ترشوندگی سطح با استفاده از آنالیزهای XPS و Raman نشان داد که تغییر در میزان جاهای خالی اکسیژن ایجاد شده روی سطح عامل اصلی تاثیرگذار در تغییر رفتار ترشوندگی سطح است. در ادامه سطوح کامپوزیتی اکسید روی/اکسید مس با نسبت‌‌های اولیه مولی مختلف محلول نیترات روی و نیترات مس سنتز شد و تغییر رفتار ترشوندگی نمونه سنتز شده در شرایط بهینه با نسبت مولی Zn²⁺:Cu²⁺ ، 4:1، نسبت به دو محرک عملیات حرارتی و تابش نور فرابنفش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تأیید کرد که نمونه کامپوزیتی، خواص آبدوستی القا شده با نور بیشتری نسبت به نمونه اکسید روی داشته و این ویژگی منجر به تغییر ترشوندگی در مدت زمان کمتر با قرارگیری در معرض تابش نورفرابنفش از حالت فوق آبگریز به حالت فوق آبدوست می‌‌شود. در مرحله نهایی غشاهای توری ساخته شده با ترشوندگی انتخاب پذیر برای جداسازی هگزان و کلروفرم از آب در دو سامانه پیوسته و ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که امکان جداسازی آب و روغن با راندمان بالای 98% و شار عبوری زیاد نسبت به فرایندهای متداول غشایی با استفاده از این سطوح امکان‌‌پذیر است. عملکرد غشاهای توری ساخته شده برای جداسازی فاز روغنی از نمونه پساب صنعتی شرکت پالایش گاز شهید هاشمی‌‌نژاد نشان داد که امکان جداسازی این فاز از پساب با راندمان بالای % 99 و شار عبوری بیش از L m^-2 h^-1 1890 بدون ایجاد گرفتگی و کاهش شار عبوری امکان‌‌پذیر است.
واژه‌های کلیدی: جداسازی هگزان و کلروفرم از آب، غشای توری، سطوح فوق آبگریز، تغییر ترشوندگی، سطح اکسید روی نانوساختار

دفعات مشاهده: 4299 بار | دفعات چاپ: 394 بار | دفعات ارسال به دیگران: 0 بار | 0 نظر