نشریه پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر یکی از نشریات انتشارات دانشگاه تربیت مدرس است که تحت مسئولیت علمی سردبیر و هیات تحریریه منتشر می شود. نشریه پژوهشهای کاربردی در مهندسی شیمی و پلیمر مدرس فصلنامهای است علمی- پژوهشی که با هدف گسترش دستاوردهای پژوهشی در توسعه صنایع شیمیایی ایران به چاپ مقالات کاربردی مرتبط مبادرت میورزد. به علاوه این نشریه بینرشتهای به منظور همافزایی در میان تخصصهای مختلف مهندسی شیمی مانند فرآیندهای مهندسی شیمی و پتروشیمی، صنایع شیمی معدنی، زیست فناوری، جداسازی، ترمودینامیک و بخصوص مهندسی پلیمر منتشر میشود. نکته قابل توجه در این نشریه، همکاری نزدیک بین دانشگاه تربیت مدرس، انجمن مهندسی شیمی و انجمن علوم و مهندسی پلیمر است که برای اولین بار در ایران سه شخصیت حقوقی علمی را گردهم آورده تا از تنوع تخصصها و توانایی های آنها در جهت کاربردی نمودن پژوهش در صنایع مرتبط بهره گیرد. علاوه بر مقالات پژوهشی- کاربردی، این نشریه از نامه به سردبیر و مقالات مروری نیز استقبال میکند.
اطلاعیه
مولفین گرامی با سلام، به اطلاع می رساند نشریه پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی-پلیمر، مبلغ ۶۰۰۰۰۰۰ ریال (معادل ۶۰۰ هزار تومان) برای صدور پذیرش و چاپ مقالات هزینه دریافت میکند. پرداخت هزینه در سایت نشریه و به صورت خودکار از طریق اتصال به درگاه واریز (قبل از صدور پذیرش) انجام خواهد شد. خواهشمند است تصویر فیش واریزی را به ایمیل نشریه(mjarcpe@modares.ac.ir) ارسال فرمایید.
چکیده موضوع تحقیق: این پژوهش به بررسی اثر نرمکنندههای پلیمری بر پایه پلی(بوتیلآکریلات) (PBA) بر عملکرد فیلمهای پلی(وینیلکلرید) (PVC) پرداخته است. هدف اصلی، سنتز و ارزیابی نرمکنندههای کوپلیمر شانهای PVC-g-PBA با زنجیرههای PBA با طولهای مختلف و بررسی تأثیر آنها بر ریزساختار، خواص مکانیکی و پایداری فیلمهای PVC بوده است. روش تحقیق: زنجیرههای PBA با درصدهای مولی مختلف (۴۰ تا ۸۰ درصد) از طریق پلیمریشدن رادیکالی کنترلشده به روش انتقال اتم (ATRP) به زنجیرههای PVC پیوند زده شدند. ریزساختار کوپلیمرهای سنتزشده با استفاده از طیفسنجی فروسرخ (FT-IR) و رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1H-NMR) تأیید شد. سپس، این کوپلیمرها بهعنوان نرمکننده (با درصد وزنی 22%) در ساخت فیلمهای PVC استفاده شدند. خواص مکانیکی (تنش تسلیم و کرنش شکست)، مورفولوژی (بهکمک آزمون پراش پرتو ایکس (WAXD)) ، پایداری نرمکننده در ماتریس PVC (آزمون استخراج) و رفتار حرارتی-دینامیکی (به کمک آزمون دینامیکی-مکانیکی حرارتی (DMTA)) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج اصلی: افزایش درصد مولی PBA در کوپلیمرها منجر به کاهش تنش تسلیم از 53 به ۱۰ مگاپاسکال و افزایش چشمگیر کرنش شکست از 9 به %162 شد، که نشاندهنده بهبود انعطافپذیری فیلمهای PVC است. نتایج WAXD نشان داد که با افزایش درصد مولی PBA (تا %۶۳)، نظم زنجیرهها افزایش یافته، اما در درصدهای بالاتر (%۷۳)، بلورینگی کاهش مییابد که ناشی از ماهیت آمورف PBA است. آزمون استخراج، پایداری بالای نرمکنندههای سنتز شده در ماتریس PVC را پس از ۲۴ ساعت تأیید کرد. تحلیل DMTA نشاندهنده تغییر دمای انتقال شیشهای بین فازها با افزایش ترکیب درصد PBA بود. نرمکنندههای سنتزشده در مقایسه با نرمکننده متداول DOP، عملکرد مکانیکی بهتری داشته و بهعنوان جایگزینی مناسب با پایداری بالا در ماتریس PVC پیشنهاد شدند.
چکیده موضوع تحقیق: فلر بهعنوان بخشی جداییناپذیر از واحدهای پتروشیمی علاوه بر تضمین ایمنی و سلامت کارکنان، یکی از منابع اصلی انتشار آلایندهها و ترکیبات آلی فرار است. گازهای ارسالی به فلر غالباً دارای ترکیبات ارزشمندی هستند که بازیابی آنها میتواند به افزایش تولید، ارتقای درآمد و کاهش انتشار گازهای گلخانهای منجر شود. بررسی امکان بازیابی این گازها و استفاده مجدد آنها در فرایندهای پتروشیمی از اهمیت بالایی برخوردار است. روش تحقیق: در این مطالعه، با هدف بازیابی گازهای فلر در مجتمع پتروشیمی زاگرس، شبیهسازی فرایند و تحلیل انرژی و اکسرژی انجام شده است. فرایند پیشنهادی شامل یک تبدیلگر بخار مخلوط متان در دمای 1000 کلوین و فشار 101.3 کیلوپاسکال، سامانه تبادلگر گرمایی، جداساز میعانات آب و فشردهساز گاز بازیابیشده تا فشار 7600 کیلوپاسکال متناسب با شرایط راکتور سنتز متانول است. همچنین، آزمون حساسیت برای بررسی اثر تغییر نسبت بخار به کربن و دمای خوراک تبدیلگر بر عملکرد کلی انرژی و اکسرژی سامانه نیز صورت گرفته است. نتایج اصلی: نتایج نشان داد که نسبت بهینه بخار به کربن در تبدیلگر 13 بود که در آن تمامی متان به گاز سنتز تبدیل میشد. افزایش دمای خوراک موجب کاهش مصرف انرژی تبدیلگر، بهبود بازده انرژی و کاهش تخریب اکسرژی شد. بر اساس تحلیل اکسرژی، تبدیلگر با سهم 49.43 درصد بیشترین و جداکننده آب با سهم صفر درصد کمترین تخریب را داشتند. بازده کلی انرژی فرایند 56.43 درصد و بهرهبرداری از انرژی ورودی 17 گیگاژول محاسبه شد. شدت تلفات انرژی و تخریب اکسرژی برای هر تن گاز بازیابیشده بهترتیب 13.13 و 2.62 گیگاژول بود. شبیهسازی واحد سنتز متانول نیز نشان داد تزریق گاز سنتز بازیابیشده موجب افزایش 9.16 درصدی تولید متانول، معادل 462/39 تن در روز شد. در نهایت، استفاده از سامانه بازیابی گاز فلر باعث حذف کامل انتشار دیاکسیدکربن ناشی از فلرینگ و کاهش ردپای دیاکسید کربن به صفر شد.
چکیده موضوع تحقیق: این تحقیق از رویکرد جدیدی برای سنتز پلیسولفید مایع استفاده میکند. استفاده از 1و2و 3 تریکلروپروپان (TCP) بهعنوان عامل شبکهکننده پلیسولفید مایع، بهدلیل سمیّت زیاد و خطر سرطانزایی یکی از محدودیتهای سنتز پلیسولفید مایع است. در این پژوهش از گلوتارآلدئید (GLH) بهدلیل ایمنتر بودن نسبت به TCP بهعنوان عامل شبکهکننده استفاده شده است. روش تحقیق: پلیسولفید مایع از طریق واکنش تعلیقی سطحی بیس (2-کلرواتیل) فرمال با تترا سولفید سدیم (Na2S4) در حضور گلوتارآلدئید (GLH) بهعنوان عامل شبکهکننده تهیه شد. همچنین مونومر آلی، بیس (2- کلرواتیل) فرمال از طریق واکنش اتیلنکلروهیدرین با پارافرمالدئید تهیه شده است. سنتز و خلوص مونومر آلی با آزمونهای طیفسنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و سوانگاری گازی-طیفسنجی جرمی (GC-MS) مشخصهیابی شده است. در ادامه پلیسولفید مایع سنتز شده با استفاده از آزمونهای FTIR، گرانرویسنجی، آزمون لایهبرداری (T-peel)، آزمون کشش و سختی مورد بررسی قرار گرفتهاند. در این مطالعه از GLH در ترکیب درصدهای متفاوت در پلیسولفید مایع استفاده شده و تأثیر ترکیب درصد GLH بر خواص جریانپذیری، مکانیکی و چسبندگی پلیسولفید مایع بررسی شده است. نتایج اصلی: گرانروی پلیسولفید مایع حاوی 1.5 تا 2 درصد وزنی GLH (LP-3 و LP-4)، بهترتیب مقادیر 6800 و 11000 میلی پاسکال ثانیه بوده است که نسبت به نمونههای حاوی 0.5 تا 1 درصد وزنی GLH (LP-1 و LP-2) با گرانرویهای بهترتیب برابر با 3900 و 4100 میلیپاسکال ثانیه، مقادیر بیشتری داشتهاست. همچنین نمونههای LP-3 و LP-4 استحکام کششی بیشتری نسبت به نمونههای LP-1 و LP-2 داشتهاند. همچنین چسبندگی به فلز در نمونههای LP-1 و LP-2 بیشتر از نمونههای LP-3 و LP-4 بوده است. ترکیب درصد بهینه استفاده از GLH با توجه به نتایج خواص کششی و سختی، 1.5 تا 2 درصد وزنی است؛ اما با توجه به گرانروی بالای پلیسولفید مایع حاوی 2 درصد وزنی GLH (LP-4) و سیالیت ناکافی این نمونه در دمای اتاق در زمان استفاده بهعنوان درزگیر و همچنین چسبندگی ضعیف نمونه LP-4، در نهایت نمونههای LP-2 و LP-3 مناسبترین ترکیب درصد از نظر مقادیر گرانروی، سختی، استحکام کششی و استحکام لایهبرداری، برای تهیه پلیسولفید مایع ایمن برای کاربرد درزگیر هستند.
چکیده موضوع تحقیق: در این پژوهش با استفاده از تکنیک الکتروریسی الیاف پلیمری لایه حساس رسانای برپایه پلی بنزی ایمیدازول/ نانولوله کربنی به منظور شناسایی ترکیبات آلی فرار (متانول، اتانول، ایزوپزوپیل الکل (IPA)، استون) و بخار آب طراحی و ساخته شده است. روش تحقیق: روش انجام پژوهش به صورت تجربی می باشد. در ابتدا شرایط فرایندی مختلف مانند دبی، ولتاژ و فاصله سوزن تا جمع کننده مورد بررسی قرارگرفت تاامکان تولید لیف یکنواخت و با قطر نانومتری بدست بیاید. سپس با لایه نشانی الیاف بر روی الکترود شانه ای لایه حساس حسگر ساخته شد و پاسخ دینامیک آن توسط یه دستگاه ساخته شده توسط گروه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج اصلی: نتایج نشان داده است که با تنظیم میزان دبی cc.hr-1 0/5 و ولتاژ24 کیلو ولت و فاصله نازل تا جمع کننده 15 سانتیمتر می توان الیاف یکنواخت با قطر چند نانومتر تولید کرد که این ساختار با استفاده از آزمون میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تائید شده است. میزان تخلخل موجود در الیاف با استفاده از آزمون اندازه گیری سطح ویژه سه نقطه ای (BET) اندازه گیری شد که برابر 18/23 m2.gr-1 بدست آمد. نتایج آزمون پویای حسگری نشان دهنده پاسخ بسیار خوب حسگر ساخته شده در مقابل الکلها و استون می باشد، به گونهای که شدت پاسخ با کاهش میزان قطبیت الکلها از متانول به ایزوپزوپیل الکل افزایش می یابد. زمان پاسخ حسگرها بسیار کوتاه (کمتر از10 ثانیه ) می باشد که این مساله به دلیل ساختار نانوالیاف لایه حساس است که سبب میشود تا نفوذ مولکولهای بخار و دسترسی آنها به سایتهای فعال به شدت افزایش یابد. در نهایت نیز روند پاسخ و انتخاب پذیری حسگر به دست آمده در مقابل بخارات هدف بر اساس پارامترهای ترمودینامیکی مانند پارامتر برهمکنش فلوری- هاگینز مورد مطالعه قرار گرفته است.
چکیده موضوع تحقیق: پلیپروپیلن (PP) پلیمری با قیمت مناسب و فرایندپذیری بالا است، اما اشتعالپذیری ذاتی، استفاده آن را در برخی کاربردهای صنعتی محدود میکند. در میان راهکارهای تأخیرانداز شعله، سامانههای گرماتورمی اهمیت زیادی دارند، اما نیاز به مقادیر بالای بارگذاری برای دستیابی به این خاصیت را دارند که به جریانپذیری و خواص مکانیکی لطمه میزند. این پژوهش با تکیه بر آمونیومپلیفسفات (APP) بهعنوان بازدارنده اصلی و زینکبورات (ZnB) بهعنوان همافزا، بهدنبال تعیین فرمولبندی بهینه و بررسی اثر آن بر شعلهپذیری، جریان مذاب و خواص مکانیکی PP است. روش تحقیق: آمیزههای پلیپروپیلنی با استفاده از اکسترودر دومارپیچه حاوی 30-20 درصد وزنی APP، و 3% وزنی ZnB تهیه شدند. نمونهها به روش تزریق قالبگیری شدند. آزمون شعله عمودی UL-94، شاخص جریان مذاب (MFI)، آزمون کشش و مقاومت به ضربه برای تحلیل برهمکنشهای فرایندی و عملکردی انجام شد. نتایج اصلی: APP بهتنهایی مقاومت در برابر شعله را بهبود داد، اما حتی با 30% وزنی به V-1 محدود شد. افزودن 3% ZnB همافزایی مناسبی ایجاد کرد. نمونههای حاوی %25 آمونیومپلیفسفات و %3 زینکبورات به رتبهبندی UL-94 V-0 با خاموشی سریع و کاهش چکهکردن دست یافتند که بهدلیل تشکیل لایه زغالی متراکم بوده است. MFI نمونهها بعد از بارگذاری بیش از %25 افزودنی، کاهش یافت. حضور APP مقاومت به ضربه پلیپروپیلن را کاهش داد، اما افزودن ZnB در نمونه حاوی %25 وزنی APP استحکام ضربه را %12 بهبود داد و ازدیاد طول در نقطه شکست را بیش از دو برابر افزایش داد، درحالیکه استحکام کششی در همان بازه باقی ماند. بهطورکلی، نتایج نشان داد سامانه آمونیومپلیفسفات/زینکبورات میتواند در بستر پلیپروپیلن، تعادل مناسبی بین بازدارندگی شعله و خواص مکانیکی فراهم آورد و گزینهای مناسب برای کاربردهای صنعتی و دوستدار محیطزیست باشد.
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از 11 آبان 1404
میثم عطازاده؛ احمدرضا رئیسی؛ محمد صالحی مله
چکیده موضــوع تحقیــق: تصفیه پسابهای نفتی برای جلوگیری از آسیبهای زیستمحیطی و رعایت مقررات ضروری است. فرآیندهای غشایی به دلیل کارایی، مصرف کم انرژی و توانایی مدیریت موثر امولسیونهای پیچیده برای این کار ایدهآل هستند. روش تحقیــق: در این تحقیق، هدف اصلی استفاده از فرآیند جداسازی غشایی اولترافیلتراسیون برای تصفیه پسابهای حاوی ترکیبات نفتی (گازوئیل) است. بدین منظور غشاهای آمیزهای پلیاترسولفون/پلیاترسولفون سولفونه (PES/SPES) با ترکیب درصدهای مختلف از پلیاترسولفون سولفونه با روش جدایش فازی با استفاده از غیرحلال ساخته شد. تأثیر بارگذاری SPES بر مورفولوژی غشا، زبری سطح غشا، آبدوستی سطح، مقاومت مکانیکی، تخلخل و شار آب و پساب غشا با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، زاویهی تماس با آب، آزمون مقاومت مکانیکی و آزمونهای عملکردی فیلتراسیون بررسی شد. نتایــج اصلــی: مشاهده شد که استفاده از SPES و افزایش درصد بارگذاری آن منجر به تشکیل درشت حفرهها (Macrovoid) در سطح مقطع غشا، افزایش زبری سطحی، افزایش آبدوستی سطح، افزایش تخلخل، افزایش شار آب و پساب غشاها و افزایش نسبت بازیابی شار آب خالص غشاها شده و در مقابل باعث کاهش مقاومت مکانیکی و افزایش فشردگی غشاها شد. از لحاظ آزمون عملکردی فیلتراسیون، غشای آمیزهای با نسبت 40/60 برای PES/SPES بهترین عملکرد را داشت و شار پساب نهایی برابر با L/m2.h 78/34 در مقایسه با شار پساب نهایی برابر با L/m2.h 35/11 برای غشای PES خالص را داشت. غشای آمیزهای با نسبت 60/40 برای PES/SPES بیشترین زبری سطحی، آبدوستی سطح و نسبت بازیابی شار را داشت. تمامی غشاهای ساخته شده در این تحقیق پسزنی بالای 99 درصد را برای امولسیون آب-گازوئیل داشتند که برای کاربردهای عملی و صنعتی قابل توجه است.
چکیده کاهش منابع انرژی فسیلی و انتشار گازهای گلخانهای از مهمترین عوامل توجه به انرژیهای تجدیدپذیر است. ذخیرهسازی هیدروژن بهعنوان حامل انرژی، یکی از روشهای امیدبخش برای بهرهبرداری پایدار از این منابع محسوب میشود. در فرایند ذخیرهسازی زیرزمینی هیدروژن، بخشی از گاز بهدلیل عدم تأمین فشار موردنیاز تولید نمیشود و بهعنوان گاز پایه باقی میماند. بهمنظور کاهش اتلاف هیدروژن، پیشنهاد میشود از گازهای ارزانتر مانند متان، نیتروژن یا دیاکسیدکربن بهعنوان گاز پایه جایگزین استفاده شود. این مطالعه به بررسی جامع انواع گازهای پایه و عوامل مؤثر بر ذخیرهسازی هیدروژن در حضور گاز پایه میپردازد، تا راهکاری برای بهینهسازی این فرایند ارائه شود. در این پژوهش ابتدا بیش از 300 مقاله علمی جمعآوری و بررسی شد. از این میان، 80 مقاله بهعنوان مقالات اصلی انتخاب شدند که مرتبط با ذخیرهسازی زیرزمینی گاز هیدروژن و دیگر گازها در حضور گاز پایه بودند و 82 مقاله دیگر نیز بهعنوان منابع تکمیلکننده مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقالات اصلی در سه دسته شامل تأثیر خواص گاز پایه، تأثیر خواص مخزن و تأثیر عوامل عملیاتی طبقهبندی شدند. سپس محتوای این مقالات پس از ارزیابی دقیق، بهصورت خلاصه و منسجم ارائه شد تا مبنایی جامع برای تحلیل فرایند ذخیرهسازی گاز هیدروژن در حضور گاز پایه فراهم شود. نتایج بهدستآمده نشان داد که استفاده از گازهای متان، نیتروژن و دیاکسیدکربن بهعنوان گاز پایه میتواند تا حد بسیار زیادی با کاهش هیدروژن بهدامافتاده درون مخزن، به مباحث اقتصادی پروژههای ذخیرهسازی زیرزمینی گاز هیدروژن کمک کنند. چگالی و گرانروی گاز پایه نقش مهمی در ذخیرهسازی زیرزمینی هیدروژن دارند. گاز نیتروژن بهدلیل خواص فیزیکی مطلوب، گزینهای برتر برای تزریق است، زیرا خطر وقوع پدیدههایی مانند جدایش ثقلی و انگشتیشدن را کاهش میدهد. در مقابل، گاز دیاکسیدکربن بهدلیل انحلال در آب سازند و تراکمپذیری بالا، نیازمند تزریق حجم بیشتری برای رسیدن به فشار مطلوب مخزن است. علاوه بر این، کاهش فشار و افزایش دما، تخلخل و تراوایی منجر به کاهش خلوص هیدروژن میشود. همچنین، شبیهسازیها نشان میدهند که تزریق گاز پایه مناسب و افزایش ضریب تخلیهی مخزن پیش از شروع ذخیرهسازی گاز هیدروژن میتواند به افزایش خلوص و بازیافت هیدروژن کمک کند.کاهش منابع انرژی فسیلی و انتشار گازهای گلخانهای از مهمترین عوامل توجه به انرژیهای تجدیدپذیر است. ذخیرهسازی هیدروژن بهعنوان حامل انرژی، یکی از روشهای امیدبخش برای بهرهبرداری پایدار از این منابع محسوب میشود. در فرایند ذخیرهسازی زیرزمینی هیدروژن، بخشی از گاز بهدلیل عدم تأمین فشار موردنیاز تولید نمیشود و بهعنوان گاز پایه باقی میماند. بهمنظور کاهش اتلاف هیدروژن، پیشنهاد میشود از گازهای ارزانتر مانند متان، نیتروژن یا دیاکسیدکربن بهعنوان گاز پایه جایگزین استفاده شود. این مطالعه به بررسی جامع انواع گازهای پایه و عوامل مؤثر بر ذخیرهسازی هیدروژن در حضور گاز پایه میپردازد، تا راهکاری برای بهینهسازی این فرایند ارائه شود. در این پژوهش ابتدا بیش از 300 مقاله علمی جمعآوری و بررسی شد. از این میان، 80 مقاله بهعنوان مقالات اصلی انتخاب شدند که مرتبط با ذخیرهسازی زیرزمینی گاز هیدروژن و دیگر گازها در حضور گاز پایه بودند و 82 مقاله دیگر نیز بهعنوان منابع تکمیلکننده مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقالات اصلی در سه دسته شامل تأثیر خواص گاز پایه، تأثیر خواص مخزن و تأثیر عوامل عملیاتی طبقهبندی شدند. سپس محتوای این مقالات پس از ارزیابی دقیق، بهصورت خلاصه و منسجم ارائه شد تا مبنایی جامع برای تحلیل فرایند ذخیرهسازی گاز هیدروژن در حضور گاز پایه فراهم شود. نتایج بهدستآمده نشان داد که استفاده از گازهای متان، نیتروژن و دیاکسیدکربن بهعنوان گاز پایه میتواند تا حد بسیار زیادی با کاهش هیدروژن بهدامافتاده درون مخزن، به مباحث اقتصادی پروژههای ذخیرهسازی زیرزمینی گاز هیدروژن کمک کنند. چگالی و گرانروی گاز پایه نقش مهمی در ذخیرهسازی زیرزمینی هیدروژن دارند. گاز نیتروژن بهدلیل خواص فیزیکی مطلوب، گزینهای برتر برای تزریق است، زیرا خطر وقوع پدیدههایی مانند جدایش ثقلی و انگشتیشدن را کاهش میدهد. در مقابل، گاز دیاکسیدکربن بهدلیل انحلال در آب سازند و تراکمپذیری بالا، نیازمند تزریق حجم بیشتری برای رسیدن به فشار مطلوب مخزن است. علاوه بر این، کاهش فشار و افزایش دما، تخلخل و تراوایی منجر به کاهش خلوص هیدروژن میشود. همچنین، شبیهسازیها نشان میدهند که تزریق گاز پایه مناسب و افزایش ضریب تخلیهی مخزن پیش از شروع ذخیرهسازی گاز هیدروژن میتواند به افزایش خلوص و بازیافت هیدروژن کمک کند.
چکیده چکیده موضوع تحقیق: فروشویی زیستی لیتیوم بهعنوان رویکردی نوآورانه و پایدار برای استخراج این فلز ارزشمند از منابع جامد، شامل کانیهای معدنی، باتریهای مستعمل یونلیتیومی و سایر پسماندهای الکترونیکی، مورد توجه قرار گرفته است. افزایش تقاضای جهانی برای باتریهای یونلیتیومی، بهویژه در تجهیزات الکترونیکی و خودروهای الکتریکی، نیاز به بازیابی منابع لیتیوم را دوچندان کرده است. با توجه به چالشهای زیستمحیطی و اقتصادی روشهای سنتی استخراج، فروشویی زیستی بهعنوان گزینهای سازگار با محیطزیست و مقرونبهصرفه مطرح شده است. روش تحقیق: این پژوهش بر پایه بررسی جامع منابع علمی و پژوهشهای انجامشده درباره استفاده از ریزاندامگانها در فروشویی زیستی لیتیوم استوار است. در این راستا، ابتدا به بررسی منابع و کاربردهای لیتیوم پرداخته شد. سپس مطالعات انجامشده بر فروشویی زیستی باتریهای یونلیتیومی و منابع جامد دیگر و سازوکار ریزاندامگانهای مرسوم مورد ارزیابی قرار گرفت. در انتها عوامل مختلفی نظیر شرایط محیطی، pH، دما، ترکیب محیط کشت، غلظت دوغاب و زمان فروشویی بر کارایی بازیابی فلز لیتیوم بررسی و اشارهای به روشهای نوین استفاده از هوش مصنوعی و زیستشناسی سامانهای و سنتزی شد. نتایج اصلی: نتایج نشان دادند فروشویی زیستی نهتنها منجر به بازیابی موفق لیتیوم از منابع جامد با کارایی بالا میشود، بلکه بهطور قابلتوجهی اثرات زیستمحیطی را کاهش میدهد. باتریهای یونلیتیومی میتوانند بهعنوان منبعی بسیار غنی و ارزشمند برای استخراج لیتیوم به کار گرفته شوند. استفاده از گونههای قارچی نظیر Aspergillus nigerو باکتریهایی نظیر Acidithiobacillus ferrooxidans می تواند نرخ بازیابی لیتیوم را تا 100% افزایش دهد. مطالعات نشان دادند استفاده از روشهای مختلف بهینهسازی سویه همچون زیستشناسی سنتزی و سامانهای و بهینهسازی شرایط کشت همچون استفاده از روشهای نوین هوش مصنوعی میتواند محدودیتهای استفاده از فروشویی زیستی در صنعت را برطرف کند. همینطور این مطالعه بر اهمیت فروشویی زیستی در ایجاد اقتصاد چرخشی تأکید داشته و چشماندازی روشن برای کاربرد صنعتی آن در بازیافت پایدار منابع لیتیوم ارائه میدهد.
چکیده موضوع تحقیق:در این تحقیق، نانو ذرات هسته-پوسته عاملدارشده با گلوکزآمین سنتز شد. در ادامه با بهکارگیری روشهای مشخصهیابی، اطمینان از سنتز این نانو ذرات صورت پذیرفت و در نهایت نانو ذرات سنتزی برای اهداف جداسازی فلزات سنگین مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور، نانو ذرات هسته-پوسته مغناطیسی Fe3O4@SiO2 با بهکارگیری روشهای همرسوبی و اشتوبر سنتز شدند. در ادامه نانو ذرات هسته-پوسته با مولکولهای سیانوریککلرید و گلوکزآمین عاملدار شدند. نانو ذرات عاملدارشده با مولکولهای گلوکزآمین بهعنوان جاذبی مؤثر در حذف یونهای فلزی کادمیوم به روش استخراج فاز جامد از محلولهای آبی مورد استفاده قرار گرفتند. روش تحقیق:ویژگیهای مورفولوژی، اندازه ذرات، خصوصیات ساختاری و رفتار مغناطیسی نانو ذرات در طول مراحل سنتز، با استفاده از روشهای تصویربرداری شامل میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM)، توزیع اندازه ذرات (DLS)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیفسنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR)، آزمون توزین حرارتی (TGA)، پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و مغناطیسسنج نمونه مرتعش (VSM) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. سپس تأثیر پارامترهای مختلف از قبیل دوز جاذب، زمان تماس بر عملکرد جذبی و pH محلول بر میزان جذب مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت.نتایج اصلی:نتایج نشان میدهد که بیشینه ظرفیت جذب کادمیوم توسط جاذب (mg/g145) زمانی اتفاق میافتد که از 15 میلیگرم جاذب در 50 میلیلیتر محلول (غلظت اولیه mmol/L4/0) در مدت زمان 18 دقیقه و در 7=pH استفاده شود. علاوه بر این نانوجاذب سنتزی قابلیت بازیافت و استفاده مجدد در فرایندهای جذب-واجذب متوالی برای 6 مرتبه با استفاده از مگنت مغناطیسی بدون کاهش جدی در فعالیت را دارد. نانو ذرات هسته-پوسته عاملدارشده با گلوکزآمین با توجه به ظرفیت بالای جذب و همچنین قابلیت کاربرد در چرخههای جذب-واجذب متوالی بهعنوان روشی ایدهال برای اهداف تصفیه آب و پساب پیشنهاد میشود
چکیده موضوع تحقیق: این پژوهش به بررسی اثر نرمکنندههای پلیمری بر پایه پلی(بوتیلآکریلات) (PBA) بر عملکرد فیلمهای پلی(وینیلکلرید) (PVC) پرداخته است. هدف اصلی، سنتز و ارزیابی نرمکنندههای کوپلیمر شانهای PVC-g-PBA با زنجیرههای PBA با طولهای مختلف و بررسی تأثیر آنها بر ریزساختار، خواص مکانیکی و پایداری فیلمهای PVC بوده است. روش تحقیق: زنجیرههای PBA با درصدهای مولی مختلف (۴۰ تا ۸۰ درصد) از طریق پلیمریشدن رادیکالی کنترلشده به روش انتقال اتم (ATRP) به زنجیرههای PVC پیوند زده شدند. ریزساختار کوپلیمرهای سنتزشده با استفاده از طیفسنجی فروسرخ (FT-IR) و رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1H-NMR) تأیید شد. سپس، این کوپلیمرها بهعنوان نرمکننده (با درصد وزنی 22%) در ساخت فیلمهای PVC استفاده شدند. خواص مکانیکی (تنش تسلیم و کرنش شکست)، مورفولوژی (بهکمک آزمون پراش پرتو ایکس (WAXD)) ، پایداری نرمکننده در ماتریس PVC (آزمون استخراج) و رفتار حرارتی-دینامیکی (به کمک آزمون دینامیکی-مکانیکی حرارتی (DMTA)) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج اصلی: افزایش درصد مولی PBA در کوپلیمرها منجر به کاهش تنش تسلیم از 53 به ۱۰ مگاپاسکال و افزایش چشمگیر کرنش شکست از 9 به %162 شد، که نشاندهنده بهبود انعطافپذیری فیلمهای PVC است. نتایج WAXD نشان داد که با افزایش درصد مولی PBA (تا %۶۳)، نظم زنجیرهها افزایش یافته، اما در درصدهای بالاتر (%۷۳)، بلورینگی کاهش مییابد که ناشی از ماهیت آمورف PBA است. آزمون استخراج، پایداری بالای نرمکنندههای سنتز شده در ماتریس PVC را پس از ۲۴ ساعت تأیید کرد. تحلیل DMTA نشاندهنده تغییر دمای انتقال شیشهای بین فازها با افزایش ترکیب درصد PBA بود. نرمکنندههای سنتزشده در مقایسه با نرمکننده متداول DOP، عملکرد مکانیکی بهتری داشته و بهعنوان جایگزینی مناسب با پایداری بالا در ماتریس PVC پیشنهاد شدند.
چکیده موضوع تحقیق: امروزه در تولید الیاف مصنوعی برای ایجاد کاربردها و خواص متنوع، از شکل سطح مقطعهای عرضی مختلف رشتهساز استفاده میشود. در این پژوهش تأثیر شکل سطح مقطع عرضی نخ چندرشتهای بر خواص فیزیکی و موجی نخ ذوبریسی و تکسچره شده به روش تابمجازی اصطکاکی با شکل سطح مقطع عرضی دایروی و مستطیلی بررسی شده است. روش تحقیق: نخهای چندرشتهای نیمهآرایشیافته (POY)(Partially Oriented Yarns) توسط دستگاه ذوبریسی صنعتی و نخهای کشیده-تکسچره شده(Drawn Textured Yarns) (DTY) بهروش تابمجازی اصطکاکی توسط دستگاه تکسچرایزینگ صنعتی در شرایط یکسان تولید شدند. برای نخهای POY با دو سطح مقطع عرضی دایروی و مستطیلی، شکل مقطع عرضی نخها، چگالی خطی، جمعشدگی حرارتی، میزان بلورینگی و خواص کششی (استحکام، ازدیاد طول تا پارگی و مدول) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای نخهای DTY علاوه بر آزمونهای مذکور، خواص موجی (جمعشدگی موج، مدول موج و پایداری موج)، مقدار جهندگی نخها و نسبت تنش بعد از تابدهنده به تنش قبل از تابدهندهی اصطکاکی (T2/T1) نیز بررسی شد. بهعلاوه، برای آگاهی از شرایط ساختاری الیاف آزمون پراش پرتوی ایکس برای نمونههای DTY انجام شد. نتایج اصلی: طبق نتایج مشخص شد اختلاف خواص کششی و جمعشدگی گرمایی نخهای POY برای هر دو سطح مقطع، با وجود معناداری آماری، کم است. درصورتیکه این اختلاف برای هر دو سطح مقطع دایروی و مستطیلی در نخهای DTY بیشتر است. در مقایسهی مقدار جهندگی نخهای DTY، نخ با سطح مقطع عرضی مستطیلی مقدار جهندگی بیشتری نسبت به سطح مقطع دایروی نشان داد. بهعلاوه، خواص موجی نخ DTY با سطح مقطع دایروی بهصورت مشهودی بهتر از سطح مقطع مستطیلی بود که میتوان علت آن را میزان بلورینگی کمتر نخ DTY با سطح مقطع دایروی نسبت به مستطیلی دانست.
