مهندس هادی شایسته دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی، به صورت حضوری در ساعت ۱۳:۰۰ روز دوشنبه ۲۸ شهریور ماه ۱۴۰۱، کلاس ۱۳۰ در دانشکده مهندسی شیمی، از رساله خود با عنوان " جداسازی روغن از آب با استفاده از نیکل نانو ساختار فوق آب گریز مغناطیسی " با راهنمایی آقایان دکتر رضا نوروزبیگی  و دکتر احمد رهبر کلیشمی دفاع خواهد نمود.

 
چکیده
هدف از انجام این پژوهش سنتز نانوساختارهای مغناطیسی فوق آب‌گریز نیکل و بررسی عوامل مؤثر بر مورفولوژی و ترشوندگی سطح به‌منظور استفاده در فرایندهای جداسازی روغن از آب است. در ابتدا تأثیر عوامل مؤثر در مرحله سنتز با روش هیدروترمال به‌وسیله به‌کارگیری طراحی آزمایش تاگوچی ۱۶L مورد مطالعه قرار گرفت و بعد از اصلاح ساختارهای حاصل‌شده با عامل سیلانی اکتادسیل¬تری¬کلروسیلان (ODTS)، شرایط بهینه به‌منظور رسیدن به خاصیت فوق آب‌گریزی بررسی شد. نتایج حاصل از این مرحله نشان داد که نمونه بهینه در غلظت نیکل کلراید برابر با mM۱۰۰، غلظت هیدرازین برابر با mM۱۲۵۰، دمای فرایند برابر با °C۹۰ و مدت‌زمان واکنش برابر با h۸ با زاویه تماس استاتیک قطره آب °۴/۲±°۷۸/۱۶۲، پسماند زاویه تماس °۹/۰±°۳۲/۴ و زاویه تماس قطره روغن °۰، رفتار فوق آب‌گریزی و فوق روغن‌دوستی داشت. ویژگی‌های مختلف ذرات ازجمله مورفولوژی، خواص فیزیکی و شیمیایی به‌وسیله آزمون‌های FESEM، EDX، XRD، VSM، FTIR، XPS، TGA-DTA و پتانسیل زتا مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آنالیز FESEM و XRD نمونه بهینه نشان داد که سطح میکرومیله¬های نیکل با نانوتیغ‌های باریک و متراکم به‌صورت یکنواخت و کامل با ساختاری مخروطی شکل با طول nm۷۵±۶۰۰ و عرض nm۱۵±۷۵ پوشانده شده به طوری که رشد این تیغ‌ها به‌صورت عمود بر محور طولی بود. در ادامه، به‌منظور بررسی تغییرات ترشوندگی سطح ذرات از ترکیبات سیلانی و اسیدهای چرب استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش زنجیره کربنی اصلاح‌کننده‌ها، میزان آبگریزی سطح بیشتر می‌شود به ‌طوری¬ که حداکثر آب‌گریزی ذرات در غلظت mM۵/۱۲ از محلول ODTS/تولوئن، زمان اصلاح min۶۰ و حجم mL۱۵ محلول ODTS/تولوئن حاصل شد. در مرحله نهایی از میکرومیله¬های نانوساختار فوق آب¬گریز-فوق روغن‌دوست نیکل برای جداسازی مخلوط و امولسیون‌های روغن در آب در سامانه‌های انتها بسته و ناپیوسته استفاده شد. نتایج نشان داد که قابلیت جداسازی روغن‌هایی با چگالی بیشتر از آب مانند دی‌کلرومتان و کلروفرم در سامانه انتها بسته با راندمان بالاتر از ۹۵% و شار عبوری بالا حتی پس از بیست چرخه وجود داشت. همچنین در آزمایش‌های لکه روغن شناور سطحی، میزان ظرفیت جداسازی برای روغن‌های مختلف g/g۲۷/۵-۸۶/۳ به دست آمد که نسبت به دیگر ساختارهای مورد بررسی قرار گرفته در این زمینه از ظرفیت جداسازی مطلوبی برخوردار بود. علاوه بر این، نتایج جداسازی روغن از امولسیون‌های مختلف روغن در آب در یک سامانه ناپیوسته نشان داد که به علت نانوتیغ‌های موجود در سطح ذرات، امکان جداسازی قطرات میکرونی روغن به‌وسیله نانوساختارهای فوق آبگریز-فوق روغن‌دوست نیکل از آب وجود دارد. همچنین، پایداری شیمیایی در محیط‌های اسیدی، بازی و خورنده و قابلیت بازیابی نانوساختارهای سنتز شده، نشان از دوام شیمیایی بالا و قابلیت استفاده مجدد از ذرات در فرایندهای متوالی را داشت.
واژه¬های کلیدی: میکرومیله نانوتیغ¬دار، جداسازی روغن از آب، فوق آب¬گریز- فوق روغن¬دوست، امولسیون روغن در آب، ترشوندگی.