28385

سنتز ژئوپليمر در محيط واكنشي بسيار رقيق

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1398

1401/12/20

دكتر احمد رهبر كليشمي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

سالانه تحقيقات علمي و مهندسي فراواني در خصوص راهكار براي حذف و كمتر شدن پسماندها به‌عنوان يك استراتژي‌ براي محافظت از محيط‌زيست، ارائه مي‌شود. در اين پژوهش هدف بر آن است كه در رابطه با سنتز ماده نسبتاً جديدي در مهندسي به نام «ژئوپليمر» صحبت شود. ژئوپليمرها يا بسپارهاي معدني از جمله مواد حاوي سيليس و آلومينيوم هستند. اين مواد از زمان اولين كشفشان در چهار ده پيش راه زيادي را طي كرده اند. خانواده بسپارهاي معدني در درجه اول به دليل سهولت سنتز با انتشار كم يا صفر گاز گلخانه‌اي و سپس به علت داشتن كاربردهاي متنوع، در سال‌هاي اخير مورد توجه جامعه علمي قرار گرفته است. اين گونه از مواد از بسپارش تكپارهاي آلومينويسيليكاتي در محلول‌ قليايي توليد مي‌شوند. پژوهش مذكور، درصدد آن برآمده تا با بررسي تأثير آب درون ماتريس ژئوپليمر ويژگي‌هاي جديدي از اين ماده را نشان دهد. پس از گذراندن فاز سنتز به كاربرد جديدي از ژئوپليمر به‌عنوان فيلتر براي تصفيه سيستم آبي اشاره‌شده است. ژئوپليمر سنتز شده در محيط واكنشي رقيق داراي سطح مقطع بيشتر، تخلخل كم‌تر و مقاومت فشاري بيشتري نسبت به ژئوپليمر سنتز شده در محيط غليظ است. با توجه به آناليزهاي ساختاري انجام‌شده تمام نمونه‌هاي سنتز شده ماهيت ژئوپليمري دارند و سنتز با موفقيت انجام‌شده است. همچنين با كمك مشخصه يابي XRD مشاهده شد، تمام نمونه‌هاي سنتز شده به علت عمل‌آوري در دماي محيط ساختار آمورف و بي‌شكل دارند. با توجه به آناليز ftir دريافتيم نمونه بهينه حاوي شدت پيك برابر 5/65 در پراش متناسب با پيوند Si-O-Si است. ژئوپليمر سنتز شده براي ساخت فيلتر با استفاده از پرليت و ژئوپليمر غليظ براي ايجاد حفرات با كانال باز اصلاح شد. فيلتر ساخته‌شده داراي تراوايي حاوي 125 در 1 ثانيه براي آب مقطر و حذف 5/64 درصدي متيلن بلو در مدت‌زمان 73/2 ثانيه است؛ بنابراين مي‌توان از فيلتر ژئوپليمري به‌عنوان يك سامانه با سنتز مقرون‌به‌صرفه و آسان، با عمل‌آوري در دماي محيط يادكرد كه مي‌تواند آلودگي‌هاي سامانه آبي را كاهش دهد.

1402/03/09

Synthesis of geopolymer in very dilute reaction medium

3/10/2024 12:00:00 AM

Annually, a lot of scientific and engineering research is presented regarding the solution to eliminate and reduce waste as a strategy to protect the environment. In this research, the aim is to talk about the synthesis of a relatively new material in engineering called "geopolymer". Geopolymers or Mineral polymer are materials containing silica and aluminum. These materials have come a long way since their first discovery four decades ago. In recent years, the family of Mineral polymer has attracted the attention of the scientific community, primarily due to the ease of synthesis with low or zero greenhouse gas emissions, and then due to their diverse applications. This type of material is produced from the Polymerization of aluminosilicate monomer in an alkaline solution. The aforementioned research aims to show new features of this material by investigating the effect of water inside the geopolymer matrix. After passing through the synthesis phase, a new application of geopolymer as a filter for filtration the water system has been mentioned. The geopolymer synthesized in the dilute reaction medium has a higher cross-sectional area, lower porosity, and higher compressive strength than the geopolymer synthesized in the concentrated medium. According to the structural analysis, all the synthesized samples are geopolymeric in nature and the synthesis has been successfully carried out. It was also observed with the help of XRD characterization, all the synthesized samples have an amorphous and amorphous structure due to processing at ambient temperature. According to the ftir analysis, we found that the optimal sample contains a peak intensity equal to 65.5 in the diffraction corresponding to the Si-O-Si bond. The synthesized geopolymer was modified to make the filter using perlite and concentrated geopolymer to create open channel cavities. The constructed filter has a permeability of 125 in 1 second for distilled water and removal of 64.5% methylene blue in 2.73 seconds; Therefore, the geopolymer filter can be mentioned as a system with a cost-effective and easy synthesis, with processing at ambient temperature, which can reduce the pollution of the water system.

آلومينوسيليكات , فعال‌كننده قليايي , محيط واكنشي رقيق , فيلتر ژئوپليمري

Aluminosilicate , Alkaline activator , Dilute reaction medium , Geopolymer filter

elnaz babaie

dr. rahbar,