عنوان

استفاده از یک فرایند دوستدار محیط زیست جهت کلریناسیون پلی وینیل کلراید با استفاده از فناوری پلاسما

IR

۴۲۲۰پ

فارسی

IR

استفاده از یک فرایند دوستدار محیط زیست جهت کلریناسیون پلی وینیل کلراید با استفاده از فناوری پلاسما

[پایان‌نامه]

Applying an eco-friendly process for polyvinyl chloride chlorination using plasma technology

/مریم شفیعی اندریان

: مهندسی شیمی

، ۱۳۹۹

۱۰۲ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- محیط زیست

۱۳۹۹/۰۷/۰۱

صنعتی سهند

گسترش صنایع مربوط به تولید مواد پلیمری، از جمله پلی وینیل کلراید کلرینه‌شده سبب ورود آلاینده‌های مختلفی همچون مواد سمی به محیط زیست می‌شود .این نوع از آلودگی‌های محیط زیستی توسط روش‌های مختلفی از جمله استفاده از حلال‌های مختلف به منظور کلریناسیونPVC ، استفاده از روش تعلیق و غیره ایجاد می‌گردند .در حال حاضر استفاده از تکنولوژی پلاسما به خصوص پلاسمای غیرحرارتی، به دلیل هزینه عملیاتی کم، درصد بالای کلریناسیون، شرایط عملیاتی مناسب و زمان عملیاتی کم توجه زیادی را به خود جلب نموده است .در این پایان‌نامه، کلریناسیون پلی وینیل کلراید (PVC) به کمک ترکیبات کلری مانند آب ژاول، گاز کلر و پرکلرین در یک راکتور پلاسمای DBD انجام شد .تأثیر پیش ماده کلری، ولتاژ اعمالی در پلاسما و مقدار PVC اولیه بر میزان کلریناسیون بررسی شد و برای تعیین خصوصیات پلی وینیل کلراید کلرینه شده در این شرایط از آنالیزهایی همچونFTIR ،FESEM ،EDX Dot Mapping ،TEM ،BJH - BETو TGA استفاده شد .طبق آنالیز FTIR پیک های شاخص مربوط به گروه‌های عاملیCl -C- Clو C=C که به ترتیب در محدوده عدد موج ۷۵۰-cm -۱ ۷۹۰ وcm -۱ ۱۶۵۰ ظاهر می‌شوند، نشان‌دهنده انجام کلریناسیون هستند .دربین پیش‌ماده‌های مختلف بررسی شده، این پیک‌ها فقط در نمونه کلرینه شده با ترکیب آب ژاول+گاز کلر مشاهده شدند .بررسی تأثیر ولتاژ پلاسمای اعمال شده با استفاده از این پیش‌ماده نشان داد، PVC کلرینه شده در ولتاژهای بالا مورفولوژی منظم‌تر و ساختار متخلخل‌تری دارد به گونه‌ای که با رسیدن ولتاژ به kV ۴۰ سطح ویژه پلی وینیل کلراید شده بهm ۲ /g ۱۰۵/۹۷، حجم حفرات بهcm ۳ /g ۲۴/۳۵ و متوسط قطر حفرات به عدد nm ۲/۷۰ رسیده است .شدت پیک‌هایCl -C- Clو C=C در این نمونه قوی‌تر است و مقدار کلر مشاهده شده طبق آنالیز EDX بیشتر از سایر ولتاژهای مورد مطالعه است .در بررسی تأثیر مقدار PVC اولیه مشاهده شد مقادیر PVC کم منجر به تخریب ساختار توسط پلاسما و مقادیر زیاد موجب کاهش بازدهی کلریناسیون می‌شود .مناسب‌ترین مقدار PVC اولیه مقدارg/cm۳ ۰/۰۵ بود که در این مقدار شدیدترین پیک‌هایCl -C- Clو C=C مشاهده شد PVC .کلرینه شده ساختار دو بعدی داشت و پایداری حرارتی آن زیادتر از دیگر نمونه‌های مورد بررسی بود .مقدار کلریناسیون در این نمونه ۷۵/۲۴ بدست آمد .در پایان یک مکانیسم برای کلریناسیون PVC تحت تأثیر پلاسما آورده شد .

The expansion of industries related to the production of polymeric materials, including chlorinated polyvinyl chloride, causes the entry of various pollutants such as toxic substances into the environment. This type of environmental pollution is caused by various methods, including the use of different solvents for PVC chlorination, the use of suspension, and so on. At present, the use of plasma technology, especially non-thermal plasma, has attracted a lot of attention due to its low operating cost, a high percentage of chlorination, suitable operating conditions and low operating time. In this dissertation, polyvinyl chloride (PVC) chlorination was performed using chlorine compounds such as bleach, chlorine gas and perchlorine in a DBD plasma reactor. The effect of chlorine precursor, applied voltage in plasma and the amount of initial PVC on the amount of chlorination was investigated and to determine the properties of chlorinated polyvinyl chloride in these conditions, analyzes such as FTIR, FESEM, EDX Dot Mapping, TEM, BET-BJH and TGA were used. According to FTIR analysis, the index peaks of the Cl-C-Cl and C = C functional groups, which appear in the range of 750-750 cm-1 and 1650 cm-1, respectively, indicate chlorination. Among the various precursors studied, these peaks were observed only in the chlorinated sample with a combination of bleach water and chlorine gas. Examination of the effect of plasma voltage applied using this precursor showed that chlorinated PVC at high voltages has a more regular morphology and porous structure, so that when the voltage reaches 40 kV, the specific surface area of polyvinyl chloride is 105.97 m2 / g, the volume of cavities has reached 24.35 cm3 / g and the average diameter of cavities has reached 2.70 nm. The intensities of Cl-C-Cl and C = C peaks are stronger in this sample and the amount of chlorine observed according to EDX analysis is higher than the other voltages studied. In the study of the effect of the amount of initial PVC, it was observed that low amounts of PVC lead to the destruction of the structure by plasma and high amounts reduce the chlorination efficiency. The most suitable initial PVC value was 0.05 g / cm3, in which the strongest peaks of Cl-C-Cl and C = C were observed. Chlorinated PVC had a two-dimensional structure and its thermal stability was higher than other samples. The amount of chlorination in this sample was 75.24 . Finally, a mechanism for plasma-induced PVC chlorination was introduced.

ba

Applying an eco-friendly process for polyvinyl chloride chlorination using plasma technology

کلریناسیون

پلی وینیل کلراید PVC))

پلی وینیل کلرایدکلرینه شده CPVC))

فناوری پلاسما

Chlorination, Polyvinyl Chloride (PVC), Chlorinated Polyvinyl Chloride (CPVC), Plasma Technology

کلریناسیون، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی وینیل کلرایدکلرینه شده (CPVC)، فناوری پلاسما

شفیعی اندریان، مریم

راحمی، نادر، استاد راهنما

کاه فروشان، داود، استاد راهنما

پیامی، صادق، استاد مشاور

ایران

20230912

شیمی ،۲۰۹۶۵ ،۱۳۹۹

امسلاپ‍ ی‌روانف‍ زا ه‌دافتسا اب‍ دیارلک‍ ل‌ینیو ی‌لپ‍ ن‌ویسانیرلک‍ ت‌هج‍ ت‌سیز طیحم‍ رادتسود دنیارف‍ ک‌ی‍ زا ه‌دافتسا.pdf

عادی

عادی

11004.pdf

pch20965.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۲۲۰

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y