شماره ركورد
33396
پديد آورنده
شبنم مداحي
عنوان
سنتز و كاربرد هواژل كامپوزيتهاي ليگنوسلولزي در حذف روغن از آب
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي گرايش جداسازي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1403/12/11
استاد راهنما
دكتر رضا نوروزبيگي
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
نگراني آلودگي آب بهويژه ناشي از نشت روغن، نياز به جاذبهاي كارآمد و پايدار را افزايش داده است. مواد جاذب مختلف مانند مواد معدني و پليمرهاي سنتزي با محدوديتهايي مواجهاند كه باعث پيشرفت جاذبهاي سه بعدي جديد مانند فومها، اسفنجها و هواژلها شده است. در اين ميان، هواژلهاي ليگنوسلولزي به دليل ساختار بسيار متخلخل، چگالي كم و ظرفيت جذب بالاتر به عنوان راه حلهاي مناسب براي مقابله با آلودگي فاز روغني در آب مورد توجه قرار گرفتهاند. در اين تحقيق، از يك هواژل ليگنوسلولزي به منظور حذف روغن از آب استفاده شده است. علاوه بر اين، اين هواژل با متاكائولين و زئوليت A سنتزي كامپوزيت شده و روش طراحي آزمايش سطح پاسخ براي انجام آزمايشات مورد استفاده قرار گرفت. فاكتورهاي مؤثر در سنتز اين هواژل شامل گلوتارآلدهيد از g 62/0-03/0، سديم دودسيل سولفات از g 12/0-032/0 و متاكائولين و زئوليت A از g 44/0-038/0 انتخاب شدند. ظرفيت جذب روغن براي هواژل كامپوزيتي سلولز و متاكائولين در شرايط بهينه به دست آمده از طراحي آزمايش g / g75/17 (خطاي پيش بيني كمتر از 1%) به دست آمد. با توجه به تأثير قابل توجه ترشوندگي در جذب روغن و ضرورت انتخاب پذيري، جاذب براي افزايش آبگريزي آن اصلاح شد. اين اصلاح با استفاده از استئاريك اسيد و وينيل تري متوكسي سيلان به كمك روش سادهي لايه نشاني غوطهوري به دست آمد. براي شناسايي و مشخصهيابي مواد سنتز شده و نمونههاي ساخته شده در اين تحقيق، از آزمونهاي پراش پرتو ايكس (XRD)، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM)، جذب و واجذب نيتروژن (BET) و اندازه گيري زاويه تماس قطرهي آب استفاده شد. نتايج آناليز BET مساحت سطح ويژه را براي زئوليت A سنتز شده m2/g 250 و براي سه هواژل كامپوزيتي سلولز و متاكائولين، هواژل كامپوزيتي سلولز و زئوليت A و هواژل كامپوزيتي ليگنوسلولزي و زئوليت A به ترتيب، m²/g 891/7، m²/g 652/9 و m²/g 003/10 به دست آمد. زاويهي تماس قطرهي آب براي هواژل كامپوزيتي ليگنوسلولزي و زئوليت A 1°/148 و ظرفيت جذب روغن براي اين هواژل g/g 67/21 به دست آمد. نتايج اين تحقيق نشان ميدهد كه هواژلهاي كامپوزيتي ليگنوسلولزي داراي پتانسيل قابل توجهي براي حذف مؤثر آلايندههاي روغني از محيطهاي آبي هستند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/02/28
عنوان به انگليسي
synthesis and application of lignocellulosic composite aerogels for oil removal from water
تاريخ بهره برداري
3/1/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
شبنم مداحي
چكيده به لاتين
The increasing concern over water pollution, particularly about oil spills, has heightened the need for effective and environmentally sustainable absorbents. Conventional absorbent materials, including minerals and synthetic polymers, exhibit certain limitations, prompting the advancement of innovative three-dimensional absorbents such as foams, sponges, and aerogels. Among these, lignocellulosic aerogels have gained significant attention as viable solutions for addressing oil contamination in water, owing to their highly porous structure, low density, and superior absorption capacity. In this study, a lignocellulosic aerogel was synthesized using cellulose extracted from palm tree trunks for the purpose of oil removal from water. Additionally, this aerogel was composited with metakaolin and synthetic zeolite A, employing response surface methodology to optimize the experimental process. The factors influencing aerogel synthesis included glutaraldehyde from 0.03 to 0.62 g, sodium dodecyl sulf from 0.032 to 0.12 g, metakaolin and zeolite A from 0.038 to 0.44 g. The optimal condition derived from the experimental design resulted in an oil sorption capacity of 17.75 g/g for the cellulose aerogel and metakaolin composite (forecasting error of less than 1%). Given the significant effect of wettability on oil absorption and the necessity of selectivity, the absorbent was modified to enhance its hydrophobicity. This modification was achieved using stearic acid and vinyl trimethoxysilane via a simple dip-coating method.to characterize the fabricated samples, various analytical techniques were employed, including X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nitrogen adsorption-desorption analysis (BET), and water contact angle measurements. BET analysis indicated a specific surface area of 250 m²/g for the synthesized zeolite A, while the specific surface area for the optimized aerogels ranged from 7 to 11 m²/g. Water contact angle measurements for the optimized aerogels ranged from 122° to 148.1°. Additionally, the oil sorption capacity of these aerogels was reported to be between 17.66 and 21.67 g/g. The results of this study indicate that lignocellulosic composite aerogels possess significant potential for effectively eliminating oily pollutants from aquatic environments
كليدواژه هاي فارسي
هواژل ليگنوسلولزي، كامپوزيت، جذب روغن خوراكي، زئوليت A
كليدواژه هاي لاتين
lignocellulose aerogel, composite, Oil sorption, zeolite A.
Author
Shabnam Madahi
SuperVisor
Dr. Norouzbeigi