عنوان
شبيه‌سازي و بررسي آزمايشگاهي فرايند جذب يون فلز مس توسط بيوهيدروژل ابرجاذب مغناطيسي، سنتز شده بر پايه نشاسته دريك ستون بستر ثابت تحت ميدان مغناطيسي
نويسنده اصلي
ميرحسيني رناني، نسيمه
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
توسعه صنعتي و آلودگي آب به انواع آلاينده‌ها توجه پژوهشگران را به بررسي روش‌هاي نوين، موثر و دوستدار محيط زيست براي حذف آلاينده‌ها از پساب و استفاده مجدد از منابع آب جلب كرده‌است. در اين پژوهش آزمايشگاهي هيدروژل مغناطيسي زيست تخريب‌پذير بر پايه نشاسته پيوند داده‌شده با پلي‌اكريليك اسيد و تقويت شده با نانوالياف سلولزي به منظور استفاده از آن در يك فرايند جذب پيوسته سنتز شد. ابتدا با افزودن مقادير متفاوتي از نانوذرات مغناطيسي به ساختار هيدروژل، ويژگي‌هاي تورمي و جذب يون مس در سيستم ناپيوسته مورد بررسي قرار گرفت. مشخصات فيزيكي و ساختاري و مورفولوژيكي هيدروژل و نيز ويژگي‌هاي مغناطيسي آن قبل و بعد از جذب يون مس بررسي شدند. بررسي سرعت تورم و همدماي جذب سطحي فرايند از ديگر اهداف اين پژوهش بودند. نتايج آزمايش‌ها پيروي خوبي از مدل همدماي لانگمايررا نشان داد. براي هيدروژل با 8 درصد وزني نانوذره ، بيشترين ظرفيت جذب يون مس در 5 =pH ، mg/g 555 بدست آمد. با توجه به اين كه تصفيه فاضلاب در مقياس بزرگ به طور معمول به صورت فرايندي پيوسته مورد بهره برداري قرار مي‌گيرد با طراحي يك سامانه آزمايشگاهي شامل ستوني پرشده با كلاف استيل نواري تحت ميدان مغناطيسي جهت پراكندن و نگه‌داشتن دانه‌هاي هيدروژل مغناطيسي روي آن و ايجاد يك بستر ثابت، آزمايش‌هاي جذب يون فلز مس به صورت يك فرايند پيوسته مورد ارزيابي قرارگرفت. در آزمايش‌هاي جذب پيوسته اثر مشخصه‌هاي عملياتي مختلف شامل شدت جريان خوراك( 8، 22 و mL/min 37)، غلظت يون مس در خوراك ( 90، 180 و mg/L 270) و ميزان جاذب موجود در بستر (09/0، 16/0 و g 24/0) مورد بررسي قرار گرفت. در همين راستا جهت توسعه محدوده تغييرات مشخصه‌هاي ستون و پيش بيني عملكرد ستون و با در نظر گرفتن اثرات پراكندگي محوري و استفاده از نيرومحركه خطي انتقال جرم، مدل رياضي جذب مس روي جاذب هيدروژلي استخراج شد. پس از حل معادلات مدل در محيط نرم‌افزار انسيس فلوئنت و مقايسه يافته‌هاي آزمايشگاهي با نتايج به دست‌آمده از مدل، نشان داده‌شد، مدل ارائه شده به خوبي قادر است مشاهدات آزمايشگاهي را پيش بيني نمايد. همچنين يكي از مهم‌ترين ويژگي‌هاي فرايند جذب امكان بازيابي جاذب است. به اين منظور از محلول هيدروكلريك اسيد به عنوان محلول احيا‌كننده در سامانه‌هاي ناپيوسته و پيوسته استفاده شد. نتايج نشان داد، در فرايند پيوسته پس از سه چرخه جذب/واجذب، بازده فرايند جذب 37/14 درصد كاهش يافت.
شماره ركورد
229598
گرايش رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
دانشكده
مهندسي شيمي
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان