28532

بررسي تجربي ايجاد ترشوندگي حدي در نانوكامپوزيت هيدروژل‌هاي صمغ پايه به منظور جداسازي آب و روغن

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي-صنايع شيميايي معدني

1399-1402

1402/3/31

دكتر رضا نوروزبيگي

دكتر الميرا ولايي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

با توجه به اهميت كيفيت سوخت و روغن مورد استفاده در صنايع مختلف، ضروري است كه خواص روغن‌ها و سوخت‌ها مورد بررسي قرار بگيرد. يكي از مشخصات روغن‌ها، بيشينه مقدار آب موجود است. مقدار آب زياد، كيفيت انواع روغن¬ها را بخاطر رشد باكتري و قارچ تحت تاثير قرار مي‌دهد. بنابراين حذف رطوبت روغن به¬عنوان يكي از پارامترهاي مهم در كيفيت آن‌ها بايستي مد نظر قرار گيرد. در اين تحقيق از هيدروژل‌هاي فوق آبدوست براي جذب رطوبت روغن استفاده شده است. به دليل خاصيت زيست سازگاري و زيست تخريب پذيري هيدروژل‌هاي طبيعي، از صمغ زانتان و PVA به عنوان مواد اصلي براي ساخت ژل و از كلسيم كلريد و بوريك اسيد به عنوان اتصال دهنده عرضي براي ساخت هيدروژل مورد نظر استفاده شد. نوع و درصد اتصال دهنده عرضي مورد استفاده، درصد و نسبت تركيب پليمرهاي مورد استفاده به¬عنوان عوامل موثر در ساخت هيدروژل با بيشترين پايداري در محلول‌هاي آبي و روغني مورد بررسي قرار گرفت و شرايط بهينه تعيين شد. در ادامه نوع و درصد جزء كامپوزيتي براي ساخت نانوكامپوزيت هيدروژل با تورم و درصد جذب بالا بهينه شد. نتايج نشان داد كه هيدروژل¬هاي ساخته شده با نسبت وزني 5/0 زانتان به PVA و داراي 10⁒ اتصال دهنده عرضي با نسبت وزني 4/0 كلسيم كلريد به بوريك اسيد و 1⁒ جزء كامپوزيتي سيليس، بيشترين پايداري و تورم را داشت. آناليزهاي مشخصه يابي طيف فوريه مادون قرمز( FTIR)،پراش اشعه ايكس روبشي (XRD)،ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) و طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDX) براي بررسي ساختار هيدروژل انجام شدند. نتايج بررسي كاربرد هيدروژل نانوكامپوزيتي سنتز شده در جذب آب از امولسيون روغن خوراكي- آب نشان داد كه نمونه تهيه شده به صورت دانه‌هاي كروي در شرايط بهينه با دوز g/L 30 منجر به حذف 90% آب از امولسيون روغن خوراكي-آب داراي 2⁒ آب مي¬گردد كه اين نتيجه نشان مي‌دهد اين جاذب مي‌تواند به¬طور موثر براي رطوبت¬گيري از روغن به كار گرفته شود.

1402/04/13

Experimental study on the synthesis of gum-based nanocomposite hydrogels with special wettability to separate water and oil

6/20/2024 12:00:00 AM

Considering the importance of the quality of fuel and oil used in various industries, it is necessary to examine the properties of oils and fuels. One of the characteristics of oils is the maximum amount of available water. The high amount of water affects the quality of all kinds of oils due to the growth of bacteria and fungi. Therefore, the removal of oil moisture should be considered one of the important parameters in their quality. In this research, superhydrophilic hydrogels have been used to adsorb oil moisture. Due to the biocompatibility and biodegradability of natural hydrogels, xanthan gum and polyvinyl alcohol (PVA) were used as the main ingredients for the preparation of the gel, and calcium chloride and boric acid were used as crosslinkers to make the hydrogel. The type and percentage of the used crosslinkers, and the percentage and ratio of composition of the used polymers as effective factors in synthesis hydrogel with the highest stability in aqueous and oily solutions were investigated and the optimal conditions were determined. Next, the type and percentage of composite’s components were optimized to fabricate nanocomposite hydrogel with high swelling and adsorption percentage. The results showed that the hydrogels made with a weight ratio of 0.5 xanthan to PVA and having a 10⁒ crosslinker with a weight ratio of 0.4 calcium chloride to boric acid and 1⁒ silica as composite component had the highest stability and swelling. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), x-ray crystallography (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) analyses were performed to investigate the hydrogel structure. The results showed that using synthesized nanocomposite hydrogel at optimum conditions in the form of spherical grains with 30 g/L dosage led to the successful separate water from edible oil-water emulsion contain 2% water with an efficiency of 90%. This result confirms that this adsorbent can be effectively applied to remove moisture from oil.

هيدروژل، پايداري، تورم، رطوبت¬گيري از روغن خوراكي، نانوكامپوزيت، درصد جذب آب

hydrogel, stability, absorb oil moisture, nanocomposite, percentage of water removal

sanaz golmohammadi

dr. reza norouzbeigi