دانلود پایان نامه ارشد:ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات TiO2 به منظور …

0 Comments

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته شیمی

عنوان : ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات  TiO2 به منظور جداسازی پلی اکریل آمید کاتیونی  از پساب کارخانه زغالشویی

دانشگاه کاشان

پژوهشکده علوم و فناوری نانو

پایان­ نامه­ ی کارشناسی ­ارشد نانو مهندسی شیمی

ساخت غشا اولترا فیلتراسیون پلی اکریلونیتریل حاوی نانو ذرات  TiO2 به منظور جداسازی پلی اکریل آمید کاتیونی  از پساب کارخانه زغالشویی

استاد راهنما:

دکتر احمد اکبری

تیر ۱۳۹۴

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب
 
گفتار اول: مطالعه بر روش های جداسازی پلی اکریل آمید و آشنایی با فرآیندهای غشایی. ۱
۱-۱معرفی کارخانه زغالشویی. ۳
۱-۲ معرفی فرآیند انعقاد و لخته سازی. ۴
۱-۳ معرفی پلی اکریل آمید. ۶
۱-۴ لزوم تصفیه پساب حاوی پلی اکریل آمید. ۱۰
۱-۵ روش های جداسازی پلی اکریل آمید. ۱۲
۱-۶ جذب پلیمر با جاذب های سطحی. ۱۲
۱-۷ غشا و فرآیندهای غشایی. ۱۳
۱-۷-۱ تاریخچه ۱۳
۱-۷-۲ تعریف غشا ۱۴
۱-۷-۳ مزایای استفاده از تکنولوژی غشایی. ۱۷
۱-۷-۴ انواع غشاها ۱۷
۱-۷-۴-۱ تقسیم بندی بر اساس جنس غشا ۱۸
۱-۷-۴-۲ تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا ۱۸
۱-۷-۴-۳ تقسیم بندی غشاها از لحاظ عملکرد ۲۰
۱-۷-۵ انواع فرآیندهای جداسازی غشایی. ۲۱
۱-۷-۶ مقایسه روش های فیلتراسیون. ۲۴
۱-۷-۷ مکانیسمهای جداسازی. ۲۶
۱-۷-۸ روش های عملکرد فرآیندهای غشایی. ۲۸
۱-۷-۹ انسداد در غشاها ۲۹
۱-۷-۱۰ روش های جلوگیری و یا کمتر کردن گرفتگی غشا ۳۳
۱-۷-۱۰-۱ انتخاب غشا مناسب.. ۳۳
۱-۷-۱۰-۲ پیش تصفیه سیال ورودی به غشا ۳۳
۱-۷-۱۰-۳ بهبود شرایط عملیات. ۳۴
۱-۷-۱۰-۴ اصلاح سطح غشاهای ساخته شده ۳۴
۱-۷-۱۰-۴-۱ روش فیزیکی. ۳۴
۱-۷-۱۰-۴-۲ روش شیمیایی. ۳۴
۱-۷-۱۱ تهیه غشاهای اولترافیلتراسیون ترکیبی با بهره گرفتن از ذرات معدنی. ۳۵
۱-۷-۱۱-۱ رسوب ذرات معدنی بر روی سطح غشا به صورت مستقیم. ۳۵
۱-۷-۱۱-۲ قرار گرقتن نانوذرات در ماتریکس غشا ۳۶
۱-۷-۱۲ روش های کاهش گرفتگی. ۳۶
۱-۷-۱۳ تمیزسازی (کلینینگ) ۳۷
۱-۷-۱۳-۱ تمیزسازی هیدرولیکی. ۳۷
۱-۷-۱۳-۲ تمیزسازی مکانیکی. ۳۸
۱-۷-۱۳-۳ تمیزسازی الکتریکی. ۳۸
۱-۷-۱۳-۴ تمیزسازی شیمیایی. ۳۸
۱-۸ مطالعات صورت گرفته ۴۰
گفتار دوم:تجربیات.. ۴۶

  •  سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های مقطع ارشد می باشد برای جستجو در بقیه پایان نامه ها می توانید کلمه کلیدی مورد نظر خود را در سایت جستجو نمایید:

     
    Widget not in any sidebars
       

۲-۱ تجهیزات و مواد مورد استفاده ۴۷
۲-۲ فرآیند تهیه غشا ۴۸
۲-۲-۱ ساخت غشا پلی اکریلونیتریل به روش وارونگی فازی. ۴۸
۲-۲-۲ ساخت غشای پلی اکریلونیتریل مناسب.. ۵۱
۲-۳ اصلاح سطح غشا با روش عملیات حرارتی و هیدرولیز ۵۱
۲-۴ ترکیب غشا با نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید. ۵۲
۲-۴-۱ خود آرایی نانو ذرات تیتانیوم دی اکسید بر روی سطح غشا پلی اکریلونیتریل. ۵۳
۲-۴-۲ مخلوط کردن نانوذرات تیتانیوم دی اکسید در محلول پلیمری. ۵۳
۲-۵ ارزیابی عملکرد غشا ۵۴
۲-۶ شار آب خالص.. ۵۷
۲-۷ احتباس.. ۵۸
۲-۸ آستانه شکست و محاسبه اندازه حفرات. ۵۹
۲-۸-۱  اندازهگیری غلظت پلیاتیلنگلایکول. ۶۱
۲-۹  بررسی میزان گرفتگی غشا ۶۲
۲- ۱۰ بررسی مورفولوژی غشا ۶۳
۲-۱۰-۱ بررسی مورفولوژی غشای تهیه شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) 64
۲-۱۰-۲ بررسی آبدوستی غشا با آنالیز زاویه تماس.. ۶۵
۲-۷-۳ بررسی ساختار شیمیایی غشا ۶۶
۲-۱۰-۴ طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس(EDX) 67
گفتار سوم: بحث و نتیجه گیری. ۶۹
مقدمه ۷۰
۳-۱ ساخت غشا پلی اکریلو نیتریل. ۷۰
۳-۲ اصلاح شیمیایی غشا ۷۳
۳-۳ اصلاح حرارتی غشاهای پلی اکریلو نیتریل. ۷۶
۳-۴ بررسی عملکرد و ساختار غشا اصلاح شده حرارتی. ۷۶
۳-۵  اصلاح غشا با بهره گرفتن از نانوذرات. ۸۰
۳-۵-۱ اثر خودآرایی نانوذرات تیتانیوم دی اکسید بروی سطح غشا ۸۱
۳-۵-۲ اثر مخلوط کردن نانوذرات تیتانیوم دی اکسید در محلول پلیمری. ۸۳
۳-۶  مقایسه بین دو روش افزودن نانوذرات. ۸۵
۳-۷  آنالیز میکروسکوپ الکترونی پویشی از سطح غشا ۸۶
۳-۸ آنالیز پراش انرژی پرتو ایکس(EDX) 90
۳-۹  اندازه گیری آستانه شکست.. ۹۳
۳-۱۰ بررسی آبدوستی سطح غشا ۹۵
۳-۸ بررسی گرفتگی غشا ۹۷
گفتار چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات. ۱۰۱
۴-۱ نتیجه گیری. ۱۰۲
۴- ۲ پیشنهادات. ۱۰۴
 
 
فهرست جدول ها

عنوان صفحه
جدول۱-۱: تفاوت در فرآیندهای فیلتراسیون ۲۷
جدول۱-۲: پس­زنی گونه­ها در فرآیندهای فیلتراسیون ۲۸
جدول۳-۱: درصدهای وزنی و اتمی عناصر در غشاهای خودآرایی و مخلوط ۹۳
جدول ۳-۲: زوایای محاسبه شده از تصاویر زاویه تماس ۹۸

 


فهرست شکل ها

عنوان صفحه
شکل۱-۱: شماتیکی از فرآیند زغالشویی ۵
شکل۱-۲: پلی اکریل آمیدبدون بار ۷
شکل۱-۳: ساختار پلی اکریل آمید کاتیونی ۸
شکل۱-۴: طیف FT-IR ازپلی اکریل آمید مورد استفاده ۸
شکل۱-۵: توزیع اندازه ذرات پلی اکریل آمید در pH های مختلف ۱۰
شکل ۱-۶: مکانیسم فرآیند انعقاد و لخته سازی ۱۱
شکل ۱-۷: گرفتگی در غشاهای PSF در اثر جداسازی پلی اکریل آمید ۱۷
شکل ۱-۸: نمایی از فرآیند جداسازی غشایی ۱۷
شکل ۱- ۹: فرآیندهای تصفیه آب معمولی و میکرو فیلتراسیون ۱۸
شکل ۱-۱۰: نمایی از ساختار غشاهای سنتزی ۲۱
شکل۱-۱۱: طرحی از تقسیم بندی غشاها بر اساس ساختار ۲۲
شکل ۱-۱۲: نمایی از فرآیند اسمز­معکوس ۲۷
شکل۱-۱۳: انواع روش­های فیلتراسیون با نوع مواد عبوری از آن­ها ۲۹
شکل۱-۱۴: نمایی از مکانیسم غربال مولکولی ۳۰
شکل۱-۱۵: شماتیکی از دو فرآیند عملکرد غشایی ۳۲
شکل ۱-۱۶: نمونه­ای از یک گرفتگی غشایی بر روی غشای پلی وینیلیدن فلوراید ۳۳
شکل ۱-۱۷: شماتیکی از انواع گرفتگی در فرآیند غشایی ۳۳
شکل ۱-۱۸: شماتیکی از تمیزسازی هیدرولیکی غشاهای دارای گرفتگی ۴۱
شکل ۲-۱: فیلم کش مورد استفاده جهت ساخت غشا پلیمری ۵۲
شکل۲-۲: شماتیک فرآیند انعقاد ۵۳
شکل۲-۳: مراحل کامل ریخته گری و انعقاد غشا پلیمری ۵۳
شکل۲-۴: نمای شماتیک از سل با انتهای بسته و سل با جریان متقاطع ۵۸
شکل۲-۵: نمای شماتیک تست عملکرد غشا ۵۹
شکل۲-۵: نمای شماتیک تست عملکرد غشا ۶۳
شکل ۲-۶: اندازهگیری آستانه شکست از طریق منحنی احتباس ردیابها ۶۸
شکل ۲-۸: رابطه میان زاویه تماس و آبدوستی ۶۹
شکل ۲-۹: نمونه ای از آنالیز EDX ۷۱
شکل ۳-۱: وجود بزرگحفرهها در غشا تهیه شده با پلیمر پلیاکریلونیتریل و حلال ۷۴
شکل ۳-۲: اثر غلظت پلی­اکریلو نیتریل بروی شار و احتباس پلی­اکریل آمید ۷۵
شکل۳-۳: مکانیسم هیدرولیز پلی­اکریلو نیتریل در محیط اسیدی و بازی ۷۶
شکل۳-۴: آنالیز طیف سنج ماون قرمز برای غشا قبل از هیدرولیز ۷۸
شکل۳-۵: آنالیز طیف سنج ماون قرمز برای غشا بعد از هیدرولیز ۷۹
شکل ۳-۶: شکل گیری حفرات غشا در پی عملیات حرارتی ۸۱
شکل۳-۷: اثر دمای اصلاح غشا پلی اکریلونیتریل بروی شار و احتباس پلیمر ۸۱
شکل۳-۸: تغییرات شار و احتباس پلیمردر پی تغییرات زمان اصلاح حرارتی ۸۳
شکل۳-۹: خودآرایی نانوذرات تیتانیوم دی­اکسید بروی سطح غشا ۸۵
شکل۳-۱۰: اثر زمان غوطه­وری غشا در محلول نانوذرات  TiO2بر میزان احتباس و شار پلیمر ۸۶
شکل۳-۱۱: اثر نانو ذرات بروی احتباس و شار عبوری پلی­اکریل آمید در روش مخلوط کردن ۸۸
شکل۳-۱۲: مقایسه درصد افزایش شار در دو روش خودآرایی و مخلوط کردن ۸۹
شکل ۳-۱۳: تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ۹۱
شکل۳-۱۴: پراش الکترونی پرتو ایکس غشا خودآرایی شده با نانوذرات TiO2 ۹۲
شکل۳-۱۵: پراش الکترونی پرتو ایکس غشا مخلوط شده با نانوذرات TiO2 ۹۳
شکل ۳-۱۶: آستانه شکست غشا در عدم حضور نانوذرات TiO2                                              ۹۵
شکل ۳-۱۷: آستانه شکست غشا در حضور نانوذرات  TiO2با روش خودآرایی ۹۵
شکل ۳-۱۸: آستانه شکست غشا در حضور نانوذرات TiO2 با روش مخلوط کردن ۹۶
شکل ۳-۱۹: تصاویر آنالیز زاویه تماس ۹۷
شکل ۳-۲۰: تغییرات نسبت بازیابی شار در پی افزودن نانوذراتTiO2 ۹۹
شکل ۳-۲۱: تغییرات میزان گرفتگی در پی افزودن نانوذرات TiO2 ۹۹
شکل ۳-۲۲: بررسی تغییرات شار پلی اکریل آمید با گذشت زمان فیلتراسیون ۱۰۰

گفتار اول

مطالعه بر روش های جداسازی پلی اکریل آمید و آشنایی با فرآیندهای غشایی

مقدمه
 
با توجه به گسترش روزافزون بحران کمبود آب مورد نیاز نه فقط برای مصارف خانگی و کشاورزی که در بخش صنعت، تلاش ها برای تصفیه و بازگرداندن بخش قابل توجهی از آب مصرفی به چرخه مصرف در حال افزایش است. میزان مصرف آب در بخش صنعت با توجه به گزارش وزارت نیروی جمهوری اسلامی ایران، در حدود ۵/۱ درصد کل آب مصرفی کشور معادل ۵/۱ ملیارد متر مکعب را به خود اختصاص داده است. لذا با توسعه علم و فناوری نظیر فرایندهای غشایی میتوان بخش عظیمی از این آب را به چرخه صنعت بازگرداند. فرآیندهای غشایی مانند نانوفیلتراسیون [۱] (NF) ، اولترافیلتراسیون[۲] (UF) و اسمز معکوس[۳] (RO) به طور فزاینده ایی در احیا و استفاده مجدد از پساب و تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شوند]۱٫[
 

۱-۱  معرفی کارخانه زغالشویی

 
این کارخانه در فاز اول به منظور تامین کک مورد نیاز برای کارخانه ذوب آهن اصفهان طراحی و اجرا گردیده است. ظرفیت اسمی این کارخانه که بزرگترین کارخانه ی زغالشویی کشور می باشد ۳۰۰ تن در ساعت است. زغال سنگ پس از استخراج از معادن پروده که حدوداً شامل ۵۰ درصد باطله است جهت خالص سازی و جداسازی از باطله به کارخانه زغالشویی منتقل می شود. سپس زغال سنگ وارد روتاری بریکر شده تا عمل دانه بندی و ریزکردن ابعاد زغال سنگ انجام شود. پس ازعملیات مختلفی که بر روی زغال به منظور دانه بندی و خاکستر کردن آن انجام می شود، مهم ترین قسمت کارخانه زغالشویی یعنی بخش فلوتاسیون مورد استفاده قرار می گیرد.
هدف از بخش فلوتاسیون تولید زغال کنسانتره در ابعاد بسیار ریز (خاکستر) می باشد. در این بخش زغال دانه بندی شده و ریز با آب مخلوط می شود. فرایند فلوتاسیون در واقع جداسازی جامد از جامد ( جداکردن  زغال کک شو از باطله) در اثر اختلاف در دانسیته ذرات است]۲٫[
شش سلول در قسمت فلوتاسیون فعال است که این سلول ها دارای قطر۴ متر و ارتفاع ۸ متر هستند و ظرفیت آن ها ۳۰۰ تن در ساعت است. جریان خوراک اولیه (مخلوط آب و زغال) از ارتفاع ۲ متری بالای سلول وارد آن شده، سپس  فروتر یا همان کف ساز از ارتفاع ۵/۱ متری کف سلول وارد می شود. علت افزودن کف ساز در واقع ایجاد حباب است، که باعث می شود که ذرات با دانسیته کمتر که همان زغال مرغوب است، روی سطح حباب ها قرار گیرند و از بالای سلول  به صورت سر ریز خارج شوند و باطله نیز به علت دانسیته بیشتر در کف سلول باقیمانده، و خارج می شود.
زغال فرآوری شده به سمت فیلتر پرسی هدایت شده و آبگیری می شود و پساپ تولیدی راهی تیکنر می شود. همچنین باطله خروجی از فلوتاسیون به همراه پساب نیز وارد تیکنر می شود. تیکنر قسمتی از کارخانه جهت بازیابی آب است که استخری به حجم۳ m5400 را شامل می شود. در مرحله آخر به دلیل وجود ذرات معلق در پساب، از منعقد کننده ها به منظور ته نشینی -تحت عنوان فرآیند انعقاد ولخته سازی- و استفاده مجدد از آب استفاده می شود.
شکل۱-۱: شماتیکی از فرآیند زغالشویی
 
۱ Nanofiltraton
۲ Ultrafiltration
۳ Reverse osmosis
تعداد صفحه :۱۲۲
قیمت : ۱۴۷۰۰تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]