شماره ركورد
34904
پديد آورنده
محمد نوري
عنوان
مطالعه تجربي نانوفيلتر اكسيدتنگستن بر روي مش استيل براي جداسازي آب از نفت
مقطع تحصيلي
دكتري تخصصي (PhD)
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي- مهندسي شيمي
سال تحصيل
1395
تاريخ دفاع
1404/9/5
استاد راهنما
محمدتقي صادقي- عليمراد رشيدي
استاد مشاور
رضا نوروزبيگي
دانشكده
دانشكده مهندسي شيمي، نفت و گاز
چكيده
در اين رساله، مخلوط آب و نفت (تركيبات نفتي) بهروش فيلتراسيون جداسازي شد. قابليت جداسازي آب و نفت به كمك مشاستيل ضدزنگِ پوششدهي شده با اكسيدتنگستن و خواص ترشوندگيِ فيلتر حاصله مورد بررسي قرارگرفت. بدينمنظور 0.012 مول سديمتنگستات هيدراته كه بهصورت پودر ميباشد در ml 25 آب ديونيزه حلشده و پس از تشكيل محلول يكنواخت، بهكمك افزايش قطرهاي HCl 2 مولار و همزمان اندازهگيري pH با كاغذ pHمتر، پس از رسيدن به pH 3، حجم محلول بهاندازه حجم محفظه تفلوني رآكتور اتوكلاو يعني ml 150 با افزايش آب ديونيزه رقيقشده و نهايتا پساز افزايش gr 1 اكساليكاسيد بهعنوان عامل كلاته به محلول رقيقشده، كل محلول به محفطه تفلوني منتقلشده و يكقطعه مش استيل ضدزنگ 5 بهابعاد cm2 10 5 در محلول قراردادهشد و پساز بستن درب محفظه، براي مدت hr 4 در آون با دماي C 220 قرار دادهشد. پس از سردشدن، قطعهمش استيل ضدزنگِ پوشش داده شده با اكسيدتنگستن در يك كوره قراردادهشد تا در دماي C 350 براي مدت hr 1 كلسينهشود. پارامترهايي كه حين ساخت فيلتر تغييردادهشد غلظت واكنشگر اصلي، pH محلول واكنش، دماي واكنش؛ و بالاخره مدتزمان واكنش بود. فيلتر كلسينهشده پساز شستشو و خشكشدن در دماي اتاق تحت آزمونهاي شناسايي از قبيل آناليزهاي XRD، FTIR، EDS پوششِ تشكيل شده بر روي مش و تصويربرداريِ FE-SEM و TEM و نهايتا اندارهگيريِ زاويهتماس استاتيك قرارگرفت. نتايج آزمونها همگي حاكي از ايجاد پوشش نانوساختار WO3 در دو طرف مشِ استيل ضدِزنگ بودند. در يك Set-up جداسازيِ آزمايشگاهي عملكرد فيلترها ازنظر راندمان و سرعت جداسازي مخلوط آب و نفت بررسيشد. بهترين فيلتري كه ساختهشد قادر به جداسازي مخلوط آب و هيدروكربور با شدت L.m-2.hr-1 9870 با درجه خلوص بيشاز 98% بود. اندازهگيري زاويه تماس آب و روغن روي اين مش نشانداد كه مش مرطوب در هوا آبدوست و هنگاميكه زير آب قرارگيرد روغنگريز ميشود. بنابراين اينمش ميتواند براي جداسازي مخلوطهاي آب و نفت (روغن) بهكار رود. مكانيسم رفتار ترشوندگي فيلتر ساخته شده عمدتاً به ساختار سلسلهايِ پوشش نانو كرويِ سطح و زبريِ نسبيِ آن مربوط است. مقايسه عملكرد فيلترِ ساختهشده با فيلتري كه بهروش غوطهوري در محلول حاوي نانوساختار اكسيد روي نشانداد فيلتر با پوشش اكسيد تنگستن شده، عملكرد بسيار بهتري دارد. درمقايسه با پژوهشهاي صورتگرفته كه فلاكس جداسازي كمتر از L.m-2.hr-1 3100 شده، فلاكس و راندمان جداسازي در اين پژوهش درخور توجه است.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/15
عنوان به انگليسي
Experimental Study of Tungsten Oxide Nano filter on Stainless Steel Mesh for Oil De-Watering
تاريخ بهره برداري
11/26/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمد نوري
چكيده به لاتين
In this thesis, a water and oil mixture (petroleum compounds) was separated by filtration. The separability of water and oil was investigated with the aid of stainless steel mesh coated with tungsten oxide and the wetting properties of the resulting filter. For this purpose, 0.012 mol of sodium tungstate die-hydrate in powder form was dissolved in 25 ml of deionized water, and after forming a homogeneous solution, the pH was adjusted by dropwise addition of 2 molar HCl acid while simultaneously measuring the pH with pH paper. Upon reaching the pH 3, the solution volume was diluted with deionized water to 150 ml, the volume of the Teflon chamber of the autoclave reactor. Finally, 1 gr oxalic acid was added to the diluted solution as a chelating agent, and the entire solution was transferred to the Teflon chamber. A 510 cm2 piece of stainless steel mesh was immersed in the solution and, after closing the chamber door, placed in an oven at 220 C temperature for 4 hr. After cooling, the tungsten oxide-coated stainless steel mesh was placed in a furnace set at 350 C to be calcined for 1 hr. Parameters that were changed during filter fabrication were the concentration of the main reactant, the pH of the reaction solution, the reaction temperature, and finally the reaction time. After washing and drying at room temperature, the calcined filter was subjected to characterization tests such as XRD, FTIR, and EDS analyses of the coating formed on the mesh, FE-SEM and TEM imaging, and finally static contact angle measurement. The test results all indicated the formation of a WO3 nanostructure coating on both sides of the stainless steel mesh. In an experimental separation setup used to investigate the behavior of the fabricated filter in water and oil separation, the performance of the filters was evaluated in terms of efficiency and separation rate of the water and oil mixture. The best filter produced was capable of separating a water and hydrocarbon mixture with an intensity of 9870 L.m-2.hr-1 with a purity of over 98%. The contact angle measurements of water and oil on this mesh showed that the wet mesh is hydrophilic in air and oleophobic when submerged in water. So this mesh can be used to separate water and oil mixtures. The mechanism of the wetting behavior of the fabricated filter is mainly related to the hierarchical structure of the surfaceʹs nanospherical coating and its relative roughness, thus increasing the hydrophilicity of the surface. Comparing the performance of fabricated filter with a filter fabricated by immersing the mesh in a solution containing zinc oxide nanostructures showed that the filter coated with tungsten oxide has much better performance. Compared to previous studies with water separation flux slightly less than 3100 L/m2/hr, the flux and separation efficiency in this study are remarkable.
كليدواژه هاي فارسي
جداسازي آب از نفت , نانوفيلتر , اكسيد تنگستن , مش استيل , هيدروترمال
كليدواژه هاي لاتين
oil de-watering , Nano filter , Tungsten oxide , stainless steel mesh , Hydrothermal
Author
Mohamad Noori
SuperVisor
Dr. Sadeghi- Dr. Rashidi