Faculty - دانشکده شیمی و علوم نفت

Assistant Professor

Update: 2026-01-29

Mona Kharazi

Faculty of Chemistry / Department of Applied Chemistry

P.H.D dissertations

مطالعه اثر نانو مایعات یونی دوقلوی فعال سطحی بر کشش بین سطحی نفت خام و آب محتوی نمک در دماهای مختلف
2021
مایعات یونی دوقلو بهعنوان دسته جدیدی از مواد فعال سطحی توانایی بالایی در کاهش کشش بین سطحی دارند. از طرفی معلوم شده است که مواد در ابعاد نانومتر میتوانند باعث بهبود خواص سطحی شوند. بر این اساس، پژوهش حاضر به معرفی استفاده از گونه جدیدی از نانو مایعات یونی دوقلوی فعال سطحی در فرآیند بهبود بازیابی نفت خام می پردازد. به این منظور، پنج نانو مایع یونی بر پایه ایمیدازولیوم {[Cnim-Cm-imCn][Br2]، 6 ،4 ،2 m = و 12 ،8 ،4 n =}، سنتز و تاثیر غلظت مایع یونی، طول زنجیره فاصل و طول زنجیره آلکیلی در دما و pH های مختلف و همچنین حضور نمک های NaCl و MgCl2 بر کاهش کشش بین سطحی سیستم نفت خام - آب بررسی شد. به منظور بررسی جامع عملکرد این مواد در مخازن نفتی، تشکیل و پایداری امولسیون نفت خام و محلول آبی مایعات یونی و نیز زاویه تماس و ترشوندگی اندازهگیری شدند و در انتها عملکرد این مایعات یونی با مایعات یونی تک زنجیره مشابه مقایسه گردید. با روشهای SEM، XRD و DLS مشخص شد که مایعات یونی بهکار رفته چه در حالت خالص و چه محلول در آب، دارای ابعاد نانومتری هستند. نتایج نشان داد که نانو مایعات یونی دوقلو، کشش بین سطحی نفت خام - آب را به شکل چشم گیری کاهش می دهند چرا که دو گروه آبدوست و آبگریز، فعالیت سطحی بالایی به این دسته از مایعات یونی می-دهند. به علاوه وجود زنجیره فاصل باعث منظم شدن نحوه قرارگیری مولکول مایعات یونی در سطح مشترک و کاهش دافعه بین سرهای باردار آنها و در نتیجه کاهش زیاد کشش بین سطحی می شود. بررسی تغییر کشش بین سطحی نسبت به طول زنجیره فاصل مشخص کرد که زنجیره چهار کربنی اثرگذارتر بوده و مایع یونی [C4im-C4-imC4][Br2] کشش بین سطحی را تا مقدار mN•m1 41/8 کاهش میدهد. همچنین با افزایش طول زنجیره آلکیلی، کشش بین سطحی و غلظت بحرانی تشکیل مایسل کاهش فراوانی یافتند به شکلی که بیشترین درصد کاهش کشش بین سطحی برای نانو مایعات یونی دوقلوی کوتاه زنجیر تنها به میزان 35/72% میباشد. در حالی که میزان کاهش در سیستم محتوی مایعات یونی با زنجیره آلکیلی متوسط و بلند به ترتیب 49/97 و 97/99% است و کشش بین سطحی را به کمتر از mN•m1 210 × 0/1 میرساند. در یک مقایسه ی کلی، روند افزایش جذب و فعالیت سطحی نانو مایعات یونی دوقلو استفاده شده عبارت است از: [C12im-C4-imC12][Br2] < [C8im-C4-imC8][Br2] << [C4im-C4-imC4]

Master Theses

مطالعه کشش بین سطحی سیستم بوتیل استات - آب در حضور مایعات یونی
2015
شیمی سطح، موضوعی بنیادی در بسیاری از زمینه های صنعتی و کاربردی است. یکی از زیر شاخه های اساسی در این مبحث، بررسی اثر مواد موجود در محیط و سطح مشترک دو فازی است که در تماس با هم قرار می گیرند. در این پژوهش، اثر نه نوع مایع یونی مختلف سنتز شده بر پایه ی ایمیدازولیوم {Cl, Br, I = X و 16 ،14 ،12 و 8 - 6 =n [Cnmim][X]} بر کشش بین سطحی تعادلی سیستم شیمیایی نرمال بوتیل استات - آب در گستره غلظتی mol•dm-3 (1-10 ×0/1 تا 5-10 ×0/1) و گستره دمایی K (2/318-2/293) مورد بررسی قرار گرفته است. مایعات یونی مورد استفاده همانند مواد فعال سطحی رفتار کرده و با اضافه شدن به سیستم مورد مطالعه، کشش بین سطحی دو فاز را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که کشش بین سطحی تابع خصلت آبگریزی مایع یونی بوده و با افزایش طول زنجیره کربنی مایعات یونی، به دلیل افزایش خاصیت آبگریزی و فعالیت سطحی بیشتر، کاهش بیشتری پیدا می کند. همچنین کشش بین سطحی متاثر از نوع و قطبش پذیری آنیون مایع یونی بوده و چون آنیون یدید نسبت به برمید و کلرید تمایل بیشتری برای مهاجرت به سطح دارد، کاهش کشش بین سطحی با مایع یونی مربوطه بیشتر است. به علاوه کاهش کشش بین سطحی با دما، به علت تضعیف نیروهای بین مولکولی در سطح مشترک، در تمامی موارد و به صورت خطی مشاهده گردید. مقادیر تجربی کشش بین سطحی در غلظت های کمتر از غلظت بحرانی تشکیل مایسل مایعات یونی، توسط معادله جذب سطحی سایسکوفسکی برازش شد و پارامترهای بیشترین فزونی سطح، و ضریب جذب تعادلی لنگمور، و مقادیر مربوط به کمترین مساحت اشغال شده توسط یک مولکول از ماده در لایه جذب سطحی، و انرژی آزاد استاندارد جذب گیبس، در دماهای مختلف محاسبه گردیدند. بر این اساس، بیشترین فزونی سطح و ضریب جذب تعادلی لنگمور با افزایش طول زنجیره کربنی افزایش می یابند. در حالی که افزایش دما باعث کاهش بیشترین فزونی سطح، ولی افزایش ضریب جذب تعادلی لنگمور میگردد.