عنوان

جداسازی امولسیون نفت و آب با استفاده از فیلترهای کامپوزیتی استات سلولز

Number

۵۰۲۴پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Title Proper

جداسازی امولسیون نفت و آب با استفاده از فیلترهای کامپوزیتی استات سلولز

General Material Designation

[پایان نامه]

First Statement of Responsibility

سولماز موسی‌زاد

Name of Publisher, Distributor, etc.

صنعتی سهند

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۲

Specific Material Designation and Extent of Item

۹۶ص.

Other Physical Details

مصور، جدول، نمودار

Accompanying Material

CD

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی شیمی- فرآیندهای جداسازی

Date of degree

۱۴۰۲/۰۶/۰۱

Text of Note

استفاده از فیلتراسیون غشایی یک روش مقرون به صرفه و کارآمد برای تصفیه آب¬های آلوده به نفت است. با این حال، یکی از چالش¬های عمده در استفاده از فیلترهای غشایی برای جداسازی ترکیبات نفتی از آب، گرفتگی غشا در اثر ایجاد کیک نفتی است. این پایان¬نامه ناوذرات اکسی برومید بیسموت (BiOBr)، نانولوله¬های کربنی (CNT) و اتصال ناهمگون آنها درون ماده پلیمری استات سلولز (CA) به عنوان فیلتر غشایی تثبیت شد و تحت تابش نور مرئی امولسیون روغن موتور در آب را تصفیه کرد. تثبیت نانوذرات فتوکاتالیستی به صورت کامپوزیتی (دو جزئی) BiOBr-CNT منجر به سوپر آب-دوستی و نفت¬گریزی زیاد فیلتر غشایی شد. تثبیت نانوذرات درون CA تخلخل را افزایش داد و بیشترین تخلخل مربوط به فیلتر غشایی کامپوزیتی CNT-BiOBr/CA به میزان 61/0 بدست آمد. گرچه UV-Vis DRS نشان داد، CNT-BiOBr/CA جذب نوری بین جذب نور CNT/CA و BiOBr/CAدارد، اما در مقایسه با آنها نوترکیبی الکترون-حفره در آن کمتر اتفاق می¬افتد که این امر منجر به افزایش بازدهی فرایند فتوکاتالیستی می¬شود. نتایج آزمایش فیلتراسیون غشایی انجام شده بر روی امولسیون روغن موتور و آب با غلظت حجمی %1 نشان داد که شار عبوری از CA خالص، در دو حالت لامپ خاموش و لامپ روشن یکسان بود و به طور قابل توجهی در طول زمان کاهش یافت. شار عبوری از غشاهای فتوکاتالیستی در حالت لامپ روشن بیش از حالت لامپ خاموش بود و بیش¬ترین شار به مقدار L/m2.h 28/63 در CNT-BiOBr/CA مشاهده شد. بررسی ویژگی¬های ضد گرفتگی فیلترهای غاشیی مورد بررسی نشان داد که نسبت گرفتگی برگشت¬ناپذیر (IFR) در CA خالص هم در حضور نور و هم در حالت خاموش زیاد و % 22/22 بوده اما با تثبیت ذرات فتوکاتالیستی این پارامتر به میزان قابل توجهی کاهش یافت و در نهایت به % 75/1 برای غشای CNT-BiOBr/CA در حالت لامپ روشن رسید که نشان دهنده کارایی ذرات فتوکاتالیستی در تجزیه روغن موتور چسبیده به فیلتر غشایی و بازیابی آن بود. نسبت بازیابی شار (FRR) برای این نمونه در حالت لامپ روشن % 24/98 و بازدهی جداسازی % 5/97 بدست آمد. نمونه CNT-BiOBr/CA پایداری خود را طی 4 بار استفاده متوالی حفظ کرد و از یک سینتیک مرحله اول برای تجزیه فتوکاتالیستی قطرات روغن موتور تبعیت می¬کرد.

Text of Note

Using membrane filtration is a cost-effective and efficient method for separation of oily comounds from water. However, one of the major challenges in using membrane filters is the fouling of the membrane due to the formation of oil cake. In this thesis, bismuth oxybromide (BiOBr) particles, carbon nanotubes (CNT) and their heterostructure were embedded in the cellulose acetate (CA) polymer material as a membrane filter and purified motor oil emulsion in water under visible light irradiation. Embedding photocatalytic nanoparticles in the form of composite (two-component) BiOBr-CNT led to super hydrophilicity and high oleophobicity of the membrane filter. The embedding of nanoparticles inside CA increased the porosity, and the highest porosity related to the CNT-BiOBr/CA composite membrane filter was obtained 0.61. Although UV-Vis DRS showed that CNT-BiOBr/CA has optical absorption between CNT/CA and BiOBr/CA, but compared to them, electron-hole recombination occurs less, which leads to an increase in photocatalytic efficiency. The results of the membrane filtration test performed on the emulsion of engine oil and water with a volume concentration of 1% showed that the flux passing through pure CA was the same in two states of the lamp off and the lamp on, and it decreased significantly over time. The flux passing through the photocatalytic membranes in the lamp on state was more than the lamp off state and the highest flux of 63.28 L/m2.h was observed in CNT-BiOBr/CA. Examining the anti-fouling characteristics of the investigated membrane filters showed that the irreversible fouling ratio (IFR) in pure CA was high and 22.22% both in the presence of light and in the off state, but with the stabilization of photocatalytic particles, this parameter reached a significant level of 1.75% for the CNT-BiOBr/CA membrane in the lamp state, which indicates the efficiency of photocatalytic particles in degradation of the engine oil stuck to the membrane filter. The flux recovery ratio (FRR) for this sample was 24.98% and the separation efficiency was 97.5% when the lamp was on. The CNT-BiOBr/CA sample maintained its stability during 4 consecutive uses and followed a first-orded kinetics for the photocatalytic decomposition of motor oil droplets.

Variant Title

Separation of oil/water emulsion using asetate cellulose composite filters

فیلتر غشایی فتوکاتالیستی

امولسیون نفت در آب

استات سلولز

نانولوله کربنی

اکسی برمید بیسموت

Subject Term

فیلتر غشایی فتوکاتالیستی، امولسیون نفت در آب، استات سلولز، نانولوله کربنی، اکسی برمید بیسموت

Subject Term

Photocatalytic membrane, Oil-in-water emulsion, Cellulose acetate, Carbon nanotube, Bismuth oxybromide

موسی‌زاد، سولماز

Entry Element

اللهیاری

Part of Name Other than Entry Element

، سمیه

Relator Code

استاد راهنما

Entry Element

صنعتی سهند

Country

ایران

Agency

دانشگاه صنعتی سهند

Call Number

شیمی، ۲۱۱۲۸، ۱۴۰۲

p

TF

92029

a

Y