ساخت سطوح طرح دار میکرو و نانو ساختار آب گریز با استفاده از کند و سوز لیزری و بررسی کاربردهای آن ها در جداسازی نفت از آب و جمع آوری مه

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: دکتری

عنوان: Title: ساخت سطوح طرح دار میکرو و نانو ساختار آب گریز با استفاده از کند و سوز لیزری و بررسی کاربردهای آن ها در جداسازی نفت از آب و جمع آوری مه

ارائه دهنده: Provider: نسترن بختیاری

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر سعید عزیزیان

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر بابک ژاله

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر حسین ایلوخانی - دکتر رحمت صادقی - دکتر محبوبه تصویری

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: یک‌شنبه، 12 شهریور 1402 ساعت: 10

مکان ارائه: Place of presentation: آمفی تئاتر پرفسور اردشیر خزایی

چکیده: Abstract: در کار حاضر، جداسازی روغن از سطح آب توسط مواد آب گریز/ابر روغن دوست و جمع آوری آب از مه اتمسفر توسط سطح طرح دار ابر آب گریز/آب دوست مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعه شامل دو بخش است: در بخش اول، یک روش ساده یک مرحله‌ای بدون هیچ گونه اصلاح شیمیایی برای ساخت مش برنجی با استفاده از حفاری ورقه ی برنجی با سیستم لیزر فیبر نانوثانیه تجاری مورد استفاده قرار گرفت. فرسایش لیزری ساختارهای میکرو/نانو سلسله مراتبی را توسط پلاسمای ایجاد شده در نقطه تابش شده ایجاد می کند. مش برنجی ساخته شده بلافاصه بعد از ساخت ابر آب دوست است و ترشوندگی آن از ابر آب دوست به بسیار آب گریز (زاویه تماس آب 140 درجه) پس از قرار گرفتن در معرض شرایط محیطی به مدت 12 روز تغییر می کند. همچنین، نمونه بسیار آب گریز به‌دست‌آمده می‌تواند با عملیات گرمایی به ابر آب دوست تبدیل شود. سپس سطح ابر آب دوست‌ می‌تواند با قرار گرفتن در معرض هوا برای چند روز دوباره به سطح بسیار آب گریز تغییر کند. مش برنجی آماده شده با سوراخ های یکنواخت می تواند به عنوان فیلتری برای جداسازی کارآمد نفت و سایر حلال های آلی مختلف از آب در چرخه‌های متعدد بدون کاهش قابلیت جداسازی آن استفاده شود. همچنین مش برنجی ساخته شده پس از تحمل سایش سخت، استحکام بالایی را نشان می دهد. مزایای مش برنجی آماده شده عبارتند از: عدم استفاده از هیچ ماده شیمیایی برای ساخت یا تغییر ترشوندگی، مواد کم هزینه، پایداری در شرایط مختلف، قابلیت استفاده مجدد برای جداسازی روغن از آب در بسیاری از چرخه ها و سرعت بالای جداسازی روغن از آب. در بخش دوم، از روش ترکیبی فیزیکوشیمیایی آسان برای ساخت سطوح شیشه ای با ترشوندگی متضاد استفاده شد. ابتدا، الگوهای هندسی منظم تکرارشونده و الگوهای مختلف فرکتال با استفاده از ورقه ی برنجی به عنوان ماده اهداکننده با روش انتقال رو به جلو القا شده با لیزر ( LIFT) بر روی یک بستر شیشه‌ای قرار گرفتند. پس از آن، اصلاح با اسید استئاریک (SA) برای تبدیل ترشوندگی الگوهای ابر آب دوست (SHL) رسوب‌ داده شده روی شیشه به ابر آب گریز استفاده شد. به منظور بررسی تأثیر شکل الگوهای طراحی شده بر روی سطوح شیشه ای در راندمان جمع آوری آب، میزان آب جمع آوری شده برای مدت زمان مشخص از شیشه آب دوست (HL)، شیشه ابر آب گریز (SHB) و اسلایدهای شیشه ای طرح دار ابر آب گریز/آب دوست (SHB-HL) اندازه گیری شد. نتایج به‌دست ‌آمده نشان می‌دهد که ترکیب مناطق ابر آب گریز و آب‌دوست و انتخاب الگوی بهینه می‌تواند عملکرد برداشت آب را تا 300 درصد بهبود بخشد. همچنین شیشه SHB پس از آزمایش سایش شن و ماسه، استحکام مکانیکی عالی را نشان‌ می‌دهد، بنابراین سطح ترکیبی SHB-HL را می توان برای برداشت آب در شرایط سخت استفاده کرد.

فایل: ّFile: Download فایل