دفاعیه دکترا در دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

مهندس سهیل ضرغامی، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی، دوشنبه 28 بهمن ماه 1398، از رساله خود با عنوان «استفاده از پلی‌ دوپامین برای افزایش آبدوستی غشای پلی اترسولفون به منظور جداسازی روغن/آب »  با راهنمایی دکتر تورج محمدی دفاع خواهد نمود.

چکیده  
در این پژوهش استفاده از DA برای اصلاح سطحی غشای پلیمری PES با هدف رسیدن به خاصیت آبدوستی بالا، روغن‌گریزی زیر آب و سطحی مقاوم در برابر گرفتگی برای تصفیه امولسیون روغن در آب با استفاده از فرایند فیلتراسیون مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا تاثیر زمان خود-پلیمریزاسیون DA به مدت 2 و h 4 مورد پژوهش قرار گرفت. در این رابطه روش­های آنالیز دستگاهی شامل FTIR، FESEM، EDX، AFM زاویه تماس قطره آب، زاویه تماس قطره روغن زیر آب و همچنین آزمون­های فیلتراسیون امولسیون روغن سویا در آب مورد بررسی قرار گرفتند. در نتیجه اصلاح سطح و پوشش دهی با PDA، متوسط اندازه حفرات تا 60 % کاهش یافت و توزیع اندازه حفرات به سمت حفرات کوچکتر متمایل شد و سبب تغییر مکانیزم از گرفتگی استاندارد به گرفتگی تشکیل کیک گردید. افزودن گروه­های آبدوست روی سطح غشا و افزایش زبری سبب افزایش خاصیت آبدوستی و روغن­گریزی زیر آب غشای پوشش داد شده با PDA شد که باعث ایجاد خاصیت ضدگرفتگی غشاهای پوشش‌داده شده گردید بطوریکه میزان  FRR، Rt، Rir و Rr غشای اصلاح شده 2 و h 4 به ترتیب 96/50 %، 41/89 %، 04/49 % و 37/40 % و 76/56 %، 29/62 %، 24/43 % و 05/19 % به دست آمد در حالیکه میزان  FRR، Rt، Rir و Rr مربوط به غشای پایه به ترتیب 77/1 %، 38/98 %، 23/98 % و 14/0 % بود. میزان شار غشای 2 و h 4 به ترتیب 223 % و 793 % نسبت به شار غشای پایه PES افزایش داشت. میزان پس‌زنی این دو غشا نیز به ترتیب 87/98 % و 12/99 % به دست آمد که بیشتر از پس‌زنی غشای پایه PES (05/98%) بود. در گام بعدی نانولوله های کربنی چند دیواره آمینه شده (N-MWCNTs) برای اصلاح غشای پوشش داده شده استفاده شدند. این اصلاح نیز باعث کاهش اندازه حفرات غشا به nm 77/12 شد. میزان  FRR، Rt، Rir و Rr مربوط به این غشا به ترتیب 73/95 %، 35/ 22 %، 27/4 % و 08/18 % به دست آمد. نتایج فرایند فیلتراسیون روغن در آب نشان دهنده افزایش 1086% شار آب نسبت به غشای پایه PES بود. تاثیر چهار پارامتر مهم شامل غلظت اولیه روغن، غلظت نمک، فشار و زمان خود-پلیمریزاسیون DA بر شار آب پایا مطالعه و مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه پاسخ در غلظت اولیه ppm 100روغن، غلظت اولیه ppm 2000 نمک، فشار bar 2 و مدت زمان خود-پلیمریزاسیون h 4 به دست آمد. همچنین نتایج فیلتراسیون طولانی مدت با سامانه جریان متقاطع در دو مرحله (h 16)  نشان داد شار به دست آمده از L/m2.h 115 (مقدار اولیه) به ترتیب به 87 و L/m2.h 83 پس از اتمام جداسازی مراحل اول و دوم می­رسد.
واژه‌های کلیدی: فیلتراسیون، خود-پلیمریزاسیون، خاصیت ضدگرفتگی، نانولوله های کربنی چند دیواره آمینه شده.