شماره ركورد
33644
پديد آورنده
فاطمه صديقي
عنوان
توسعه روش استخراج فازجامد توسط ديسك هاي جاذب پرينت شده سه بعدي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/07/15
استاد راهنما
افسانه ملاحسيني
استاد مشاور
-
دانشكده
شيمي
چكيده
ساخت جاذبهاي جامد مورد استفاده در استخراج فاز جامد، همواره با محدوديتهايي مانند يكنواخت نبودن ساختار حفرات، دشواري بازتوليد و نبود كنترل دقيق بر طراحي هندسي همراه بوده است. در اين پايان نامه، بهمنظور رفع اين چالشها، از فناوري پرينت سهبعدي بهعنوان روشي نوآورانه براي ساخت جاذب استفاده شد. پليمر ترموپلاستيك پلي اورتان به دليل خواص فيزيكي و پايداري حرارتي مناسب به عنوان ماده اوليه انتخاب گرديد و ديسكي با طراحي سفارشي با استفاده از فناوري پرينت سه بعدي، پرينت شد.
ديسك پرينتشده درون كارتريجي استوانهاي قرار گرفت و عملكرد آن در جذب رنگ آنيوني رياكتيو اورنج 16 بهعنوان آناليت مدل مورد بررسي قرار گرفت. به منظور طراحي آزمايشها از نرمافزار طراحي آزمايش استفاده شد و تعداد 40 آزمايش با متغيرهاي pH، غلظت اوليه رنگ، زمان تماس و تراكم جاذب طراحي گرديد. ميزان جذب رنگ با استفاده از طيفسنجي UV-Vis اندازهگيري و نتايج با مدلهاي ايزوترمي و سينتيكي آناليز شدند.
نتايج نشان داد كه شرايط بهينه براي جذب شامل 2pH=، غلظت 10 ميليگرم بر ليتر رنگ، زمان تماس 130 دقيقه و تراكم 90 درصد جاذب بود كه ميانگين جذب 85 درصد را به همراه داشت. دادهها با مدل ايزوترم لانگموير و مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم مطابقت داشتند.
فناوري پرينت سهبعدي امكان كنترل دقيق بر ساختار جاذب را فراهم كرد و پتانسيل بالايي در توسعه جاذبهاي قابل طراحي و بازتوليد براي كاربردهاي تجزيهاي و زيستمحيطي نشان داد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/06/19
عنوان به انگليسي
Development of solid phase extraction method by 3D printed adsorbent discs
تاريخ بهره برداري
10/7/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فاطمه صديقي
چكيده به لاتين
The development of solid sorbents for solid-phase extraction (SPE) has long been constrained by structural non-uniformity, limited reproducibility, and insufficient control over geometric architecture. In this work, we introduce three-dimensional (3D) printing as a novel and versatile fabrication strategy to address these limitations. Thermoplastic polyurethane (TPU) was selected as the feedstock owing to its excellent mechanical resilience, chemical stability, and thermal resistance. Using a fused deposition modeling (FDM) printer, a custom-engineered disk sorbent with precisely tailored geometry was fabricated and integrated into a cylindrical SPE cartridge.
The adsorption performance of the 3D-printed sorbent was systematically investigated using Reactive Orange 16 (RO16), an anionic azo dye, as a model pollutant. Experimental runs were designed via Design-Expert software employing a response surface methodology (RSM) framework, considering pH, initial dye concentration, contact time, and infill density as independent variables. Dye removal efficiency was quantified through UV–Vis spectrophotometry, and adsorption behavior was interpreted using equilibrium isotherm and kinetic models.
Optimal adsorption was achieved at pH 2, an initial dye concentration of 10 mg L⁻¹, contact time of 130 min, and 90% infill density, yielding an average removal efficiency of 85%. The adsorption data exhibited an excellent fit to the Langmuir isotherm and the pseudo-second-order kinetic model, indicating monolayer chemisorption as the dominant mechanism. This study demonstrates that 3D printing not only enables unprecedented control over sorbent microarchitecture but also provides a scalable pathway for producing reproducible, application-specific sorbents with significant promise for analytical and environmental remediation applications.
كليدواژه هاي فارسي
جاذب پرينت شده سه بعدي , استخراج فاز جامد , جذب سطحي , ترموپلاستيك پلي اورتان
كليدواژه هاي لاتين
3D-printed sorbent , Solid-phase extraction (SPE) , Adsorption , Thermoplastic polyurethane
Author
Fatemeh Sedighi
SuperVisor
Afsaneh Mollahoseini