27938

مطالعه تجربي تاثير پارامترهاي هندسي ميكروكانال بر ميزان استخراج آلاينده¬هاي رنگي

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- فرايندهاي جداسازي

1399

1401/11/30

احمد رهبر كليشمي

مهندسي شيمي

انتشار فاضلاب¬¬¬هاي رنگي از صنايع مختلف ممكن است خطرات سمي زيست¬محيطي داشته باشد و در صورت انباشته شدن در نهايت از طريق زنجيره غذايي، سلامت انسان را تحت تاثير قرار دهد. بنابراين انتخاب يك روش مناسب براي حذف آلاينده¬هاي رنگي در محيط آبي بسيار حائز اهميت است. استخراج مايع-مايع در مقياس ميكرو به دليل مزايايي همچون كاهش مصرف مواد و انرژي، ميزان تبديل و گزينش پذيري بالاتر، امكان انجام واكنش¬هاي شامل مواد خطرناك و سمي، نسبت سطح به حجم بالا و كاهش زمان تجزيه و تحليل در اين مقياس بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، استخراج مايع-مايع كريستال ويولت با استفاده از استخراج كننده دي اتيل هگزيل فسفريك اسيد(D2EHPA) و حلال هگزان در ميكروكانال¬ Y شكل در طول¬هاي 4، 6 و cm 8 و ميكروكانال T شكل در طول cm8 مورد بررسي قرار گرفتند. ابتدا ميكروكانال¬هايي از جنس شيشه به روش ليزري ساخته شد و سپس اثر متغير¬هايي همچون هندسه ورودي، طول ميكروكانال cm(4-8)، pH محلول رنگي (11-3) ، دبي جريان mL/h (1-1/5) و غلظت ورودي كريستال ويولت (ppm(25-75 مورد بررسي قرار¬¬گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش طول ميكروكانال به دليل افزايش زمان تماس دو فاز باعث بهبود راندمان استخراج مي¬شود. همچنين نتايج نشان داد كه در شرايط يكسان، عملكرد ميكروكانال Y شكل به دليل داشتن نسبت مناسب فاز آلي و آبي در ورودي ميكروكانال (بالاترين بخش انتقال جرم) در زاويه تماس °56 بهتر از ميكروكانال T شكل با زاويه تماس °90 مي¬باشد. بنابراين راندمان استخراج براي ميكروكانال با طول cm8 (طول بهينه)، pH=7، غلظت ورودي رنگ در ppm 50 و دبي جريان 1/2 mL/h براي ميكروكانال Y شكل 88/74 % و براي ميكروكانال T شكل 81/33 % مي¬باشد. pH فاز محلول رنگي، دبي جريان، غلظت ورودي¬ كريستال ويولت و طول ميكروكانال به ترتيب در 10/86، mL/h1/09، ppm64/71، cm7/72 به عنوان شرايط بهينه براي استخراج به دست آمدند و ميزان استخراج در اين حالت 96/97 % حاصل شد.

1401/12/09

Experimental study of the effect of microchannel geometrical parameters on the extraction rate of colored pollutants

2/19/2024 12:00:00 AM

The release of colored wastewater from various industries may have toxic environmental risks and affect humans if it accumulates through the food chain. Therefore, it is very important to choose a suitable method to remove colored pollutants in the water environment. Micro-scale liquid-liquid extraction due to its advantages such as reducing material and energy consumption, higher conversion rate and selectivity, the possibility of performing reactions involving dangerous and toxic substances, high surface-to-volume ratio, and reducing analysis time at this scale. Is taken into consideration. In this research, liquid-liquid extraction of crystal violet using diethyl phosphoric acid (D2EHPA) extractant and hexane solvent in Y-shaped microchannel with lengths of 4, 6 and 8 cm and T-shaped microchannel with length of 8 cm was investigated. they got. First, glass microchannels were made by laser method, and then the effect of parameters such as inlet geometry, microchannel length (4-8 cm), color solution pH (3-11), flow rate (1-1.5 mL/h) and the inlet concentration of crystal violet (25-75 ppm) was investigated. The results showed that increasing the length of the microchannel improves the extraction efficiency due to the increase in the contact time of the two phases. Also, the results showed that in the conditions Equally, the Y-shaped microchannel performance is better than the T-shaped microchannel with a contact angle of 90° due to having a suitable ratio of organic and aqueous phases at the microchannel inlet (the highest part of mass transfer) at the contact angle of 56°. Therefore, the extraction efficiency for the microchannel with a length of 8 cm (optimum length), pH = 7, dye input concentration in 50 ppm and flow rate of 1.2 mL/h for Y microchannel is 88.74% and for T microchannel is 81.33%. Color solution phase pH, flow rate, Crystal violet inlet concentration and microchannel length were obtained as optimal conditions for extraction at 10.86, 1.09 mL/h, 64.71 ppm, and 7.72 cm, respectively, and the extraction rate in this case was 96.97%.

استخراج مايع-مايع , ريزسيالش , هندسه ميكروكانال , ميكروكانال Y و T شكل , رنگ كريستال ويولت

liquid-liquid extraction , Microfluidics , Microchannel geometry , Y and T-shaped microchannel , crystal violet color

Negah Morshed

Dr. Ahmad Rahbar