23633

ساخت فيلتر فلزي آبگريز با نانو كامپوزيت بر پايه اكسيد كبالت

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1399

99/11/26

رضا نوروزبيگي

رضا نوروزبيگي

مهندسي شيمي

در اين پژوهش، فيلتر هاي فلزي فوق آبگريز و فوق روغن دوست بر پايه نانو كامپوزيت اكسيد كبالت - اكسيد روي جهت جداسازي مخلوط آب –روغن با استفاده از روش هيدروترمال ساخته شده و شرايط سنتز براي ايجاد سطح با ترشوندگي خاص و تراكم پوشش بهتر بهينه شده است. نسبت مولي عامل كمپلكس كننده به نمك فلزي، غلظت سورفكتانت، زمان اصلاح سطح و تعداد دفعات لايه نشاني سطح، به عنوان پارامتر هاي موثر در بخش سنتز فيلتر فلزي فوق آبگريز مورد بررسي قرار گرفته است. سپس عملكرد جداسازي نمونه هاي سنتز شده در سيستم انتها بسته مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده نشان داد كه وجود اكسيد روي و تشكيل كامپوزيت، باعث بهبود خاصيت ترشوندگي و عملكرد جداسازي مي گردد كه فيلتر هاي فلزي فوق آبگريز كامپوزيتي با زوايه تماس استاتيك °6/1 ± °1/161 و پسماند زاويه تماس° 9/0 ± °8/3 با بازده جداسازي بالاي %97 و شار عبوري L/(m^2.h) 20000 به عنوان فيلتر هاي جدا كننده آب و روغن، عمكرد بهتري داشته اند. با افزايش تعداد مراحل لايه نشاني تا 4 مرحله، شار عبوري تا مقدارL/(m^2.h) 15000 كاهش مي يابد. همچنين فيلتر فلزي فوق آبگريز، قابليت تحمل فشار بيش از Pa 1000 را دارد. به منظور ارزيابي مقاومت فيلتر ها، پايداري شيميايي نمونه بهينه ساخته شده و مقاومت به سايش مورد بررسي قرار گرفته است و در 10 مرحله سايش مكانيكي، سطح همچنان خاصيت فوق آبگريزي داشت.

1400/02/05

Manufacture of hydrophobic metal filter with nanocomposite based on cobalt oxide

2/15/2022 12:00:00 AM

The development of surface technology in nanoscale and the creation of surfaces with selective wettability relative to water and oil for use as water and oil separating filters, is one of the cases that has received much attention today. In this research, superhydrophobic and superoleophobic metal filters based on cobalt oxide-zinc oxide nanocomposite for separation of water-oil mixture were fabricated using hydrothermal method and synthesis conditions were optimized to create a surface with specific wettability and better coating density. The molar ratio of the complexing agent to the metal salt, surfactant concentration, surface modification time and the number of surface coatings have been investigated as effective parameters in the synthesis of superhydrophobic metal filter. Then, the separation performance of the synthesized samples in the closed end system is evaluated. The results showed that the composite superhydrophobic metal filters with static contact angle of 161.1° ± 1.6 ° and contact angle Hysterisis of 3.9° ± 0.9 ° with separation efficiency above 97% and flow rate 20,000 L/ (m2.h) performed better as water and oil separation filters. By increasing the number of layering steps up to 4 steps, the flow rate decreases to 15000 L/ (m2.h). Also, the super-hydrophobic metal filter is capable of withstanding pressures over 1000 pa. In order to evaluate the strength of the filters, the chemical stability of the sample was optimized and the abrasion resistance was investigated. In 10 stages of mechanical abrasion, the surface was still superhydrophobic.

اكسيد كبالت ، نانو كامپوزيت ، فوق آبگريز ، جداسازي آب و روغن

Cobalt oxide, nanocomposite, superhydrophobic, water and oil separation