شماره ركورد
9606
پديد آورنده
اميرحسين احمدزاده - محمدحسين فاضل
عنوان
بررسي سامانه پليمر – حلال – حلال با استفاده از ديناميكمولكولي در فرايندهاي غشايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
سال فارغ التحصيلي
1403
استاد راهنما
دكتر تورج محمدي
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميرحسين احمدزاده راجي
تاريخ ورود اطلاعات
1403/12/15
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
عنوان به انگليسي
Investigation of the Polymer-Solvent-Solvent System Using Molecular Dynamics in Membrane Processes
چكيده
در اين پژوه به فرايند تقطير غشايي و ارائه روشي نوين و جديد براي بررسي حلپذيري پليمر در حلالهاي
تركيبي اشاره ميشود. همچنين تأثير برخي مواد افزودني به غشا مانند گرافن اكسايد براي افزاي آبدوستي
و گرافن اكسايد كاه يافته و پالميتيكاسيد براي افزاي آبگريزي آن در غلظتهاي مختلا بررسي ميشود.
تقطير غشايي از روشهاي متداول و مقرونبهصرفه در نمكزدايي است كه به نسبت روشهاي ديگر در شرايط
متعادلتر كار ميكند. استفاده از فشار اتمسفريك و دما كمتر °C 100 براي تغيير فاز آب و امكان جايگزيني
منابع حرارتي اين فرايند با انرژيهاي پاك از مزيتهاي تقطير غشايي است. با استناد به نظريه انحلال هانسن،
فلوري - هاگينز و هيلدبراند، امكان تركيب دو حلال يا يك حلال و يك غير حلال براي ارتقا فرايند انحلال در
ريختهگري غشا با وارونگي فاز وجود دارد. براي تعيين چگالي انرژي چسبندگي پليمر، فاز آلفاي اين پليمر در
نرمافزار رسم شد و پس از بهينهسازي ساختار عمليات محاسباتي ديناميك روي آن اعمال و مقدار بهينه آن
محاسبه شد. سپس در راستاي شبيهسازي انحلال، بانكي از حلالهاي رايج و ضد حلالها تهيه شد و متغيرهايي
همچون شعاع تعاملي هانسن با ماژول Forcite و عدد χ با ماژول Blend براي آنها محاسبه شد. براي
متغيرهاي حلپذيري بهدستآمده با ماژول Forcite با استفاده از نظريه هيلدبراند، درونيابي در تركيب
درصدهاي بهينه هانسن انجام شد و خطا و انحراف هر شبيهسازي نسبت به سامانه پليمر - حلال خالص
محاسبه شد. در شبيهسازي با استفاده از ماژول Blend با توجه به نتايج آزماي هاي انجام شده و χ گزارش
شده براي تركيبات، ابتدا ميداننيروي مناسب جهت رسيدن به عدد χ در هر تركيب با كمترين خطا، شناسايي
شد و بر اساس آن شبيهسازي تركيبات صورت گرفت. پس از بررسي اعداد χ محاسبه شده در تركيبات، تحليل
از منظر اقتصادي از منظر قيمت حلالهاي بهكاررفته و همچنين اثرات زيستمحيطي آنها به عمل آمد. پس
از بررسي انحلال در سامانه پليمر - حلال - حلال و پليمر - حلال - ضدحلال، تأثير افزودنيها به غشا جهت
افزاي يا كاه آبدوستي با استفاده از نانوذرات و افزودنيهايي نظير اسيد چرب مورد بررسي قرار گرفت.
در شبيهسازي سلول تقطير غشايي عملكرد پسزني نمك سديمكلريد در 4 غشا با افزودنيهايي در 4 غلظت
مختلا بررسي گرديد و نمودار تأثير افزودنيها در نزديك شدن آب به غشا رسم گرديد. همچنين تأثير افزودن
گرافن اكسايد، گرافن اكسايد كاه يافته با پالميتيكاسيد به نسبت 3:1 و نسبت 1:1 هر كدام در غلظت 80 %
پليمر و 90 % پليمر با مقايسه انرژي سامانه محاسبه و تحليل شد، همچنين ضريب نفوذ نمك در هر 4 غشاي
طراحي شده مورد بررسي قرار گرفت.
كليدواژه ها
تقطير غشايي، حلپذيري، شبيهسازي، تأثير افزودنيها