سنتز مواد با سطوح آب گریز/ فوق آب گریز و بررسی کاربرد آن ها در جداسازی نفت و حلال های آلی از آب

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: دکتری

عنوان: Title: سنتز مواد با سطوح آب گریز/ فوق آب گریز و بررسی کاربرد آن ها در جداسازی نفت و حلال های آلی از آب

ارائه دهنده: Provider: الهام مسیبی

اساتید راهنما: Supervisors: پروفسور سعید عزیزیان

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: داور داخلی: دکتر ایلوخانی از دانشگاه بوعلی سینا داورهای خارجی: دکتر مهرداد از دانشگاه تبریز دکتر لشکری از مرکز تحصیلات تکمیلی زنجان

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: چهارشنبه، 10 شهریور 1400 ساعت: 10:00

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

چکیده: Abstract: در این پروژه، جداسازی نفت و انواع فازهای متنوع آلی از آب با استفاده از مواد آب گریز/فوق آب گریز و فوق چربی دوست مورد مطالعه قرار می گیرد. مطالعات شامل سه بخش است: در بخش اول از روش سوختن نفت سفید برای تهیه دوده آب گریز استفاده شد که به صورت پوسته بر روی سطح شن قرار گرفته و ساختار هسته-پوسته را تشکیل می دهد. این روش ساده و سریع بوده و قابلیت تولید در مقیاس بالا را دارد. شن به دلیل دارا بودن زبری ذاتی بر روی سطح دانه ها، فراوانی و در دسترس بودن در طبیعت به عنوان یک بستر مناسب مورد استفاده قرار گرفت. شن تهیه شده در این پروژه به دلیل خواص آب گریزی/ فوق چربی دوستی، قابلیت جداسازی انواع مایعات غیر قطبی مانند نفت سفید، گازوییل، روغن موتور را از آب را دارد. یک سیستم جداسازی پیوسته نفت از آب به وسیله تجهیزات بسیار ساده جهت حذف نفت سفید از سطح آب با بازده بالا، طراحی شد. شن آب گریز تهیه شده قابلیت حذف لکه های نفتی در مقیاس بالا در طبیعت را داراست چرا که با داشتن فقط یک عامل تولید کننده شعله با سوخت نفت سفید (برنر) و شن (که در سواحل به وفور یافت می شود)، می توان آن را به راحتی و سرعت زیاد در مقیاس بالا سنتز کرد. در بخش دوم شن فوق آب گریز به وسیله لایه نشانی پلی دی متیل سیلوکسان بر روی سطح شن با روش رسوب بخار شیمیایی تهیه شد. پروسه ی تهیه شن فوق آب گریز ساده، تک مرحله ای و سریع بوده و نیازی به امکانات پیچیده آزمایشگاهی نیست. سطح شن تهیه شده خواصی نظیر فوق آب گریزی، فوق چربی دوستی و فوق آب گریزی در محیط آلی را داراست. بنابراین گزینه بسیار مناسبی جهت استفاده به عنوان فیلتر برای جداسازی مخلوط نفت و آب است. این نمونه در محیط هایی با شرایط سخت و خورنده پایدار بوده و تغییری در کیفیت و عملکرد آن رخ نمی دهد. از این فیلتر میتوان به دفعات مکرر جهت جداسازی نفت و آب با بازده بالا استفاده نمود. در بخش اخر توری مسی فوق آب گریز با مقاومت و پایداری بالا با روش لایه نشانی نانو/میکرو ساختار های اورگانوسیلیکا و متعاقبا اصلاح سطح با استفاده از 1-دودکان تیول جهت کاهش انرژی سطحی تهیه شد .ترکیب بسته های به دام افتاده ی هوا در زبری سطح با 1-دودکان تیول (به عنوان ماده¬ای با انرژی سطحی کم)، کامپوزیت بین سطحی فوق آب گریز بر پایه مدل کسی-بکستر را فراهم می کند. بنابراین سطح نمونه زاویه تماس بالایی از خود نشان داده و قطرات آب را به طور موثری دفع میشوند. همچنین توری فوق آب گریز در شرایط سخت و خورنده پایدار است. با توجه به رفتار متقابل ترشوندگی نفت و آب، توری مسی تهیه شده به عنوان یک پلتفرم پیشرفته برای جداسازی مخلوط نفت و آب بدون صرف انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. انواع فاز های آلی با استفاده از توری مسی تهیه شده به عنوان یک عامل جداکننده موثر به طور سریع و آسان از آب با بازده بالایی جداسازی شدند. از ویژگی های مهم توری مسی فوق آب گریز تهیه شده، حفظ قابلیت جداسازی مخلوط نفت سفید و آب پس از 50 بار استفاده، بدون کاهش بازده جداسازی است که نشان دهنده اتصال قوی بین توری مسی-اورگانوسیلیکا-دودکان تیول است. این ویژگی امکان استفاده از توری مسی فوق آب گریز را به عنوان ماده ای مقرون به صرفه برای استفاده در مقیاس صنعتی جهت جداسازی مخلوط نفت و آب فراهم می سازد .علاوه بر قابلیت جداسازی نفت و آب، نمونه ی تهیه شده از خود خاصیت خودتمیزشوندگی نشان می دهد. بنابراین می توان از آن جهت جداسازی مخلوط آب گل آلود و نفت در محیط طبیعی استفاده کرد .