فهرست مطالب

نشریه پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
سال ششم شماره 2 (پیاپی 20، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/08/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • نفیسه مهروز، رضا غریب شاهی، آرزو جعفری*، حمید دلاوری، سعید صادق نژاد صفحات 3-14

    سنتز نانو ذرات به صورت درجا به خاطر اثرگذاری بیشتر بر سازوکارهای تولید (مانند کاهش گرانروی نفت)، توزیع یکنواخت نانو ذرات در سیالات مخزن، عدم کاهش تراوایی سازند به خاطر عدم تزریق نانو سیال به مخزن و همچنین صرفه اقتصادی از اهمیت بیشتری نسبت به دیگر روش های سنتز نانو ذرات برای استفاده در فرایندهای ازدیاد برداشت نفت برخوردار است. در این مطالعه اثر نانو ذرات سریم اکسید سنتز شده به صورت درجا در دمای پایین بر روی ضریب برداشت نفت مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سیال پایه آب برای پخش شدن نانو ذرات سنتز شده در نظر گرفته شد. همچنین به منظور بررسی اثر غلظت نانو ذرات در سیال پایه بر روی ضریب برداشت نهایی نفت، نانو سیال ها با غلظت های 01/0، 1/0، 25/0 و 5/0 درصد وزنی تهیه شدند. در نهایت، نانو سیال های تهیه شده با نرخ تزریق 07/0 میلی لیتر در ساعت تا یک حجم منافذ به درون میکرومدل تزریق شد و میزان برداشت نفت و نحوه حرکت سیال درون محیط متخلخل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که نانو ذرات سنتز شده در این پژوهش، کارایی مناسبی برای افزایش ضریب برداشت از مخازن نفتی دارند. حضور اندک این نانو ذرات (غلظت 01/0 درصد وزنی)، باعث افزایش چشمگیر ضریب برداشت نفت (حدود 7%) در مقایسه با تزریق آب به تنهایی است. همچنین، با افزایش غلظت نانو ذرات در سیال پایه، ضریب برداشت نفت هم افزایش یافت. به طوری که برای نانو سیال های با غلظت 01/0، 1/0، 25/0 و 5/0 درصد وزنی ضریب برداشت نفت به ترتیب برابر 25%، 38%، 43% و 45% شد. اما با افزایش غلظت نانو ذرات در سیال پایه، از یک مقدار بهینه به بعد احتمال رسوب ذرات درون میکرومدل افزایش یافت، اثر نانو ذرات بر تغییر خواص هیدرودینامیکی سیال تزریقی و مکانیسم های بهبود برداشت نفت کاهش یافت و لذا کارایی این نانو ذرات نیز کم شد.

    کلیدواژگان: سنتز درجا، نانو سیال، سریم اکسید، ضریب برداشت نفت، میکرومدل
  • فاطمه ابراهیمی راد، جعفر توفیقی داریان، سعید سلطانعلی* صفحات 15-26
    موضوع تحقیق

      در سال های اخیر تولید پروپیلن با مقیاس صنعتی مبتنی بر روش اکسایشی هیدروژن زدایی پروپان  به دلیل عدم محدودیت های ترمودینامیکی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده است. دراین راستا،  به کارگیری زیولیت های طبیعی با فراوانی بالا و قیمت پایین از جایگاه ویژه ای برخوردار بوده است. در این مقاله زیولیت طبیعی پرلیت به عنوان پایه کاتالیستی اصلاح شد و سپس عملکرد کاتالیست های سنتزی با فلز فعال وانادیوم در فرآیند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان در راستای تولید پروپیلن بررسی‎شد. در این فرایند خوراک مخلوط از پروپان و هوا با دبیh-1  40000  (GHSV)، تحت فشار اتمسفریک و دمای 500 درجه سانتی گراد در یک راکتور کوارتزی بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفت.

    روش تحقیق

     در این پژوهش پایه پرلیت طبیعی به عنوان منبعی از آلومینیوم اکسید (Al2O3) و سیلیس (SiO2)  توسط محلول یک مولار آمونیوم نیترات (NH4NO3) مورد تعویض یونی قرار گرفت(PERLIT-I). در ادامه به منظور بررسی تاثیر آلومنیوم زدایی پایه، غلظت های مختلف اسیدی از اسید نیتریک (HNO3) برابر با 0.75، 1.5، و 2.25 مولار، مورد استفاده قرار گرفت (PERLIT-IA). به منظور سنتز کاتالیست های 8% وزنی، چهار پایه سنتزشده توسط وانادیوم به عنوان فلز فعال به روش تلقیح خشک نشانده شدند. به منظور تعیین دقیق ساختار و ارزیابی ویژگی های کاتالیست، آنالیز های پراش اشعه ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترون روبشی (FE-SEM)، و برنامه دمایی واجذب آمونیاک (NH3-TPD) مورد استفاده قرار گرفتند .

    نتایج اصلی

     نتایج نشان داد میزان غلظت اسید مورد استفاده،  پارامتری تاثیرگذار بر میزان درصد تبدیل و گزینش پذیری کاتالیست ها می باشد. در مقایسه، فعالیت متفاوت قابل توجهی بین عملکرد نمونه V/PERLIT-I نسبت به نمونه های V/PERLIT-IA مشاهده شد. مقدار بیشینه گزینش پذیری برای V/PERL-IA(2.25) برابر با 74 درصد نشان داده شد. با توجه به نتایج، پایه اصلاح شده پرلیت با گزینش پذیری مناسب می توانند در مطالعات بکارگیری به عنوان پایه صنعتی مورد توجه قرار گیرند.

    کلیدواژگان: اسیدیته پایه، اولفین، زئولیت طبیعی، اصلاح اسیدی، هیدروژن زدایی اکسایشی
  • صبا روشیان، سید سعید حسینی، جواد کریمی ثابت*، پریا امیرعابدی صفحات 27-54

    در سال های اخیر جداسازی هوا با استفاده از غشا به عنوان یک فناوری مقرون به صرفه برای تولید جریان های نسبتا خالص نیتروژن و اکسیژن مورد توجه زیادی قرار گرفته است. نتایج مطالعات نشان می دهد که طراحی و ساخت پلیمرهای جدید با ساختار مطلوب برای صنعتی شدن فناوری غشاهای پلیمری در زمینه جداسازی اکسیژن از نیتروژن امری بسیار مهم تلقی می شود. نتایج بدست آمده از کارهای تحقیقاتی مختلف نشان می دهند که غشاهای پلیمری ساخته شده بر پایه پلی ایمیدهای آروماتیک و پلیمرهای ذاتا میکرومتخلخل (PIMs) به علت گزینش پذیری بالا، خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی مناسب و نیز بهره مندی از ساختارهای متفاوت ناشی از استخلاف های پلیمری گزینه مناسبی جهت جداسازی اکسیژن و نیتروژن می باشند. از سوی دیگر، فرایند اصلاح غشا نیز می تواند مقاومت مکانیکی، شیمیایی و گزینش پذیری غشاها را تا حد زیادی افزایش داده و روشی موثر در جهت بهبود عملکرد جداسازی اکسیژن از نیتروژن باشد. نتایج بدست آمده حاکی از این است که ساخت غشاهای آمیزه پلیمری گزینش پذیری و تراوایی غشاها را افزایش داده، همچنین ایجاد اتصالات عرضی نیز در اغلب موارد موجب افزایش گزینش پذیری غشاها شده است. در این میان غشاهای غربال مولکولی کربنی که توسط تجزیه حرارتی ماده اولیه پلیمری در شرایط کنترل شده دمایی و فشاری ساخته    می شوند،  به دلیل داشتن خواصی نظیر گزینش پذیری و تراوایی بالا، پایداری در محیط های خورنده و قابلیت کاربرد در دماهای بالا مورد گزینه مناسبی برای جداسازی اکسیژن و نیتروژن محسوب می شوند. همچنین با دقت در نتایج بدست آمده  از کارهای تحقیقاتی مختلف می توان دریافت که استفاده از نیروی محرکه و ذرات مغناطیسی در پلیمر بهبود همزمان تراوایی و گزینش پذیری غشاها را در پی دارد. بطوریکه پیش بینی می شود این روش در بهبود عملکرد غشاهای پلیمری در زمینه جداسازی اکسیژن و نیتروژن یکی از روش های کارآمد باشد.

    کلیدواژگان: جداسازی هوا، فناوری غشایی، غشاهای پلیمری، اکسیژن، نیتروژن
  • علی الماس گنج*، سید عباس موسوی صفحات 55-68
    موضوع تحقیق

     پرتو درمانی خارجی یک روش اصلی برای درمان سرطان است. برای این که پرتو های ساطع  شده تنها به سلول های سرطانی تابیده شوند، از ماسک هایی جهت تثبیت بدن بیمار در موقعیت مناسب استفاده می شود تا در هنگام پرتودرمانی پرتو های تابیده شده به بافت های سالم بدن بیمار نرسد. با توجه به ویژگی های منحصربه فرد این ماسک  ها، برای تولید آن ها باید از مواد مناسب پلیمری استفاده شود که در ابتدا استفاده از انواع پلیمرهای گرمانرم مورد بررسی قرار گرفته است.

    روش تحقیق

     در ادامه پلیمر کاپرولاکتون به عنوان ماده اصلی مورد استفاده برای ساخت ماسک پیشنهاد شده است. این ماده به علت استحکام کششی پایینی که دارد به تنهایی برای کاربرد مورد نظر مناسب نیست، به همین علت ماده مورد نظر با درصد های مختلف از ماده بنزوییل پراکساید (BPO) پخته شد تا در اثر ایجاد اتصالات عرضی در پلیمر مورد نظر، استحکام کششی آن افزایش یابد. خواص نمونه های پخت شده با کمک آزمون های درصد ژل شدگی، حافظه شکلی، استحکام کششی تک جهته و نمودار های DSC مورد بررسی قرار گرفت.

    نتایج اصلی

     با افزایش ماده BPO، درصد ژل شدن و حافظه شکلی نمونه های پخت شده افزایش یافت. تمامی نمونه های پخت شده درصد بازگشت شکلی بالایی داشتند که بالاترین آن ها متعلق به نمونه های شامل 2 و 3 درصد وزنی از BPO بود. با بررسی نمودارهای آزمون استحکام کششی، مشاهده شد که با افزایش مقدار BPO از 0.5 تا 2 درصد وزنی در نمونه  های پخت  شده، استحکام کششی در نقطه شکست تا 10 مگاپاسکال افزایش یافت. نمونه پخت شده پلی کاپرولاکتون با 2 درصد وزنی از BPO و نمونه ماسک ارفیت هر دو دارای بازگشت شکلی  %94 و استحکام کششی در نقطه شکست 10 مگاپاسکال بودند که از این لحاظ شباهت بالایی به یکدیگر داشتند. در نهایت آمیزه پلی کاپرولاکتون با 2 درصد وزنی از BPO برای ساخت ماسک پرتودرمانی پیشنهاد شده است.

    کلیدواژگان: پلیمر کاپرولاکتون، بنزوئیل پراکساید، استحکام کششی، بازگشت شکلی، ماسک پرتودرمانی
  • شاداب شهسواری*، علی اکبر جمشیدی، عباس کاظمی، فریبرز عزیزی نژاد، فرهنگ فرهمند قوی صفحات 69-79
    موضوع تحقیق

     احتراق سوختهای فسیلی جهت تامین انرژی، مقدار زیادی دی اکسید کربن تولید می نماید. انتشار گاز دی اکسید کربن منجر به افزایش دمای زمین و بروز بلایای طبیعی زیادی از جمله سیل، طوفان، افزایش سطح آب دریاها و خشکسالی گسترده شده که سیستم های اکولوژیکی و حیات انسان را تهدید می کند. بنابراین جذب و حذف دی اکسید کربن از منابع یا محیط، نقش کلیدی در مقابله با تهدید گرمایش جهانی دارد.

    روش تحقیق

     در این مطالعه جهت حذف گاز کربن دی اکسید از جریان هوا از یک دستگاه شوینده ونتوری در مقیاس نیمه صنعتی استفاده شده است. نتایج حاصل از تاثیر پارامتر های متفاوت از جمله دبی هوای ورودی بر شوینده ونتوری، دبی حلال، میزان هدر رفت حلال در فرآیند شستشو، جذب کربن دی اکسید به کمک حلال نانوسیال آب/ اکسید آهن- نانو ورقه های گرافن در حضور ماده فعال سطحی تترا متیل آمونیوم هیدروکسید(TMAH) مورد بررسی قرار گرفته است.

    نتایج اصلی

     ماده فعال سطحی TMAH مانع از بهم چسبیدن نانو ذرات در سیال پایه و موجب پایداری آنها می گردد. مقدار بیشینه بازده جذب و شار مولی انتقال جرم گاز دی اکسید کربن توسط نانو ذرات اکسید آهن و نیز نانو ورقه های گرافن برای مخلوط نانو ذرات اکسید آهن (25%) و نانوگرافن (75%) در حضور ماده فعال سطحی TMAH نسبت به حالت های دیگر به دلیل ماهیت آنها بیشتر است زیرا نانو ذرات اکسید آهن سبب همزدگی بهتر و در نتیجه افزایش جابه جایی نانو ورقه های گرافن می شوند. حرکت های کاتوره ای براونی نانو ذرات موجب گردابه های میکرونی شده که باعث افزایش انتقال جرم در سطح گاز - مایع می شود. همچنین مقدار شار مولی و بازده جذب گاز دی اکسید کربن با افزایش غلظت نانوذرات به دلیل به افزایش قابل توجه ویسکوزیته نانوسیال کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: نانوسیال هیبریدی، شوینده ونتوری، جذب گاز، نانوذرات اکسید آهن، نانو ورقه های گرافن
  • شهین حیدری اوروجلو، سعادت رستگارزاده*، بهروز زرگر صفحات 81-95
    موضوع تحقیق

    در مطالعه حاضر، نانوکامپوزیت های دی اکسید تیتانیوم/نقره (TiO2/Ag) به روش سل-ژل سنتز و عملکرد آنها برای حذف فوتوکاتالیستی متری بوزین با کاتالیزورهای TiO2 تجاری P25 Degussa مقایسه شده است.

    روش تحقیق

     نانوکامپوزیت های سنتز شده با استفاده از طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، و تجزیه و تحلیل پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDX) آنالیز شده اند. تاثیر پارامترهای عملیاتی شامل زمان واکنش (0-240 دقیقه)، pH (4-9)، دوز کاتالیزور (015/0 - 005/0 گرم)، دما (60-10 درجه سانتی گراد)، نور مریی و تابش نور UV، غلظت اولیه متری بوزین (25-10 میلی گرم بر لیتر)، اثر کاتالیزور در تاریکی، و میزان نقره موجود در نانوکامپوزیت های TiO2/Ag (7-10/0 درصد وزنی) بر روی حذف فتوکاتالیستی متریبوزین از محلول های آبی مصنوعی و واقعی مورد بررسی قرار گرفته است.

    نتایج اصلی

     بررسی های آزمایشگاهی نشان داد که نانوکامپوزیت TiO2/Ag حاوی 10 درصد وزنی نقره، زمان واکنش 120 دقیقه، pH برابر 6، جرم کاتالیست 013/0 گرم، و غلظت اولیه 10 میلی گرم بر لیتر متری بوزین بهترین ویژگی ها برای حداکثر کردن حذف متری بوزین در حضور نور UV است. نتایج به دست آمده نشان داد که عملکرد این نانوکامپوزیت در تخریب علف کش ها بهتر از نانوکاتالیست TiO2 تجاری است. علاوه بر این، روش پیشنهادی برای حذف متری بوزین تزریق شده به آب رودخانه های کارون و زهره و پساب کارخانه نیشکر در شرایط بهینه به کار گرفته شد و نتایج موفقیت آمیزی بدست آمد. همچنین نتایج حاصل از سه بار استفاده و احیای نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم/نقره، کارآمدی زیاد این فتوکاتالیست در حذف متری بوزین از نمونه های آبی را نشان داد. مقایسه روش های موجود در مقالات برای حذف متری بوزین با تحقیق حاضر نشان داد که روش پیشنهادی بهتر از این روش ها بوده و یا تفاوت چندانی با آنها ندارد.

    کلیدواژگان: متری بوزین، حذف فتوکاتالیستی، نانوکامپوزیت دی اکسید تیتانیوم، نقره، بررسی پارامترهای عملیاتی، سیستم نا پیوسته
|
  • Nafiseh Mehrooz, Reza Gharibshahi, Arezou Jafari*, Hamid Delavari, Saeid Sadeghnejad Pages 3-14

    Research subject: In situ synthesis of nanoparticles due to greater impact on production mechanisms (such as reducing oil viscosity), uniform distribution of nanoparticles in reservoir fluids, no reduction in formation permeability due to no injection of nanofluids into the reservoir and also economic efficiency is more importance than other nanoparticle synthesis methods which are used in enhanced oil recovery (EOR) processes.
    Research approach: In this study, the effect of in-situ synthesized of cerium oxide (CeO2) nanoparticles at low temperature on the oil recovery factor was investigated. For this purpose, water was considered as the based fluid for dispersion of synthesized nanoparticles. Also, in order to study the effect of nanoparticles concentration in the base fluid on the final oil recovery factor, several nanofluids were prepared at different concentrations of 0.01, 0.1, 0.25 and 0.5 wt.%. Finally, the prepared nanofluids were injected at the injection rate of 0.07 ml/h up to 1 PV into the micromodel and the amount of produced oil and the movement of the injected fluid in the porous medium were analyzed.
    Main

    results

    The results showed that the synthesized CeO2 nanoparticles in this study have appropriate performance to improve the oil recovery factor. The presence of small amounts of these nanoparticles (concentration of 0.01 wt. %), causes a significant increment in oil recovery factor (about 7%) compared to water injection alone. Also, the oil extraction coefficient increased by increasing the concentration of nanoparticles in the base fluid. So that for nanofluids with concentrations of 0.01, 0.1, 0.25 and 0.5 wt.%, the oil recovery factor were 25%, 38%, 43% and 45%, respectively. However, by increasing the concentration of nanoparticles in the base fluid, from an optimal amount onwards, the probability of particle deposition in the micromodel increased, the effect of nanoparticles on changing the hydrodynamic properties of the injected fluid and oil production mechanisms decreased.

    Keywords: In-Situ Synthesis, Nanofluid, Cerium Oxide, Enhance Oil Recovery, Micromodel
  • Fatemeh Ebrahimi Rad, Jafar Towfighi Darian, Saeed Soltanali* Pages 15-26
    Research Subject

     In recent years, industrial-scale production of propylene based on oxidative dehydrogenation of propane has been of particular importance due to the lack of thermodynamic limitations. In this regard, the use of natural zeolites with high abundance and low price has placed a special position. In this research, perlite natural zeolites were treated with ionic liquid solution and acid, then supported vanadium catalysis were synthesized. Performance of catalysis were investigated in oxidative dehydrogenation of propane to propylene process with a mixed feed of propane and air in a fixed bed quartz reactor under condition of atmospheric pressure and temperature of 500˚C with a flow rate of 40000 h-1 (GHSV).

    Research Approach

     In this study, natural perlite support as a source of aluminum oxide (Al2O3) and silica (SiO2) was ion exchanged by one molar solution of ammonium nitrate (NH4NO3 1 M). Continuously, to investigate the effect of delamination, different acid molar concentrations of nitric acid (HNO3) equal to 0.75, 1.5, and 2.25 were used and then compared with the just modified ion exchange sample without acid leaching (V/PERLIT-I). Dry vanadium impregnation, as an active metal, was carried out to synthesize 8% wt. catalysts. X-ray diffraction analyzes (XRD), scanning electron microscopy (FE-SEM), and ammonia Temperature-programmed desorption program (NH3-TPD) were used to characterization and evaluate the properties of the catalyst.
    Main

    Result

    The results showed that the concentration of acid used affects the conversion and selectivity of the catalysis. In comparison, a significant difference was observed between the performance of V/PERLIT-I sample compared to V/PERLIT-IA samples. The maximum selectivity value for V/PERLIT-IA(2.25) was 74%. According to the results, the treated perlite support with suitable selectivity can be considered in the studies of use as an industrial support.

    Keywords: Support acidity, Olefin, Natural zeolite, Acidic treatment, Oxidative dehydrogenation
  • Saba Raveshiyan, Seyed Saied Hosseini, Javad Karimi-Sabet*, Parya Amirabedi Pages 27-54

    In recent years, air separation using membranes has received much attention as a cost-effective technology for producing relatively pure streams of nitrogen and oxygen. The results of studies show that the design and fabrication of new polymers with the desired structure for the industrialization of polymer membrane technology in the field of oxygen separation from nitrogen is considered very important. The results obtained from various research works show that polymer membranes made on the basis of aromatic polyimides and PIMs due to high selectivity, suitable mechanical, thermal and chemical properties and also benefiting from different structures due to polymer substitutions are a suitable option for separation of oxygen and nitrogen. Moreover, the membrane modification process can greatly increase the mechanical, chemical and selectivity of the membranes and be an effective way to improve the separation of oxygen from nitrogen. The results indicate that the fabrication of blended membranes has increased the selectivity and permeability of the membranes, and the creation of transverse connections in most cases has increased the selectivity of the membranes. Meanwhile, carbon molecular sieve membranes that are made by thermal decomposition of the polymeric raw material under controlled temperature and pressure conditions due to their properties such as high selectivity and permeability, stability in corrosive environments and applicability at high temperatures are suitable options for separation of oxygen and nitrogen. Also, carefully in the results obtained from various research works, it can be seen that the use of driving force and magnetic particles in the polymer simultaneously improves the permeability and selectivity of membranes. As it is predicted, this method is one of the efficient methods in improving the performance of polymer membranes in the field of oxygen and nitrogen separation.

    Keywords: Air separation, Membrane technology, Polymeric membranes, Oxygen, Nitrogen
  • Ali Almasganj*, Seyyed-Abbas Mousavi Pages 55-68
    Research subject

    External radiotherapy is a major method of treating cancer. For just hitting the cancer cells by emitting rays, masks are used to stabilize the patient's body in the right position during the radiotherapy, so that the rays are not emitted to the healthy tissues of the patient's body. Due to the unique properties of these masks, suitable polymeric materials must be used to produce them, which has initially been investigated using a variety of thermoplastic polymers.

    Research approach

     In the following, polycaprolactone is proposed as the main material for making the mask. Due to its low tensile strength, this material alone is not suitable for the intended use. Therefore, the material was cured with different percentages of benzoyl peroxide (BPO) to increase tensile strength by crosslinking of the polymer. The properties of the cured samples were investigated using the tests of gel content, shape memory, unidirectional tensile strength and, DSC diagrams.

    Main results

    With increasing BPO, the percentage of gel content and shape memory of the cured samples increased. All cured samples had a high percentage of shape recovery, the highest of which belonged to samples containing 2 and 3% by weight of BPO. By Examining the tensile strength test diagrams, it was observed that by increasing the amount of BPO from 0.5 to 2% by weight in the cured samples, the tensile strength at the breaking point increased to 10 MPa. Shape recovery and tensile strength at the breaking point were 94% and 10 MPa for both cured polycaprolactone samples with 2% by weight of BPO and the Orfit mask, which were very similar in this respect. Finally, a mixture of PCL with 2% by weight of BPO is proposed to make a radiotherapy mask.

    Keywords: Polycaprolactone, Benzoyl peroxide, Tensile strength, Shape recovery, Radiotherapy mask
  • Shadab Shahsavari*, Aliakbar Jamshidi, Abbas Kazemi, Fariborz Azizinezhad, Farhang Farahmand Ghavi Pages 69-79
    Research subject

     The combustion of fossil fuels to supply energy produces large amounts of carbon dioxide. Carbon dioxide emissions have led to rising global temperature and many natural disasters, including floods, hurricanes, rising sea levels, and widespread droughts, that threaten ecological systems and human life. Therefore, the uptake and removal of carbon dioxide from sources or the environment play a key role in countering the threat of global warming.

    Research approach

    In this study, a venturi scrubber was utilized to eliminate CO2 from the air stream on a semi-industrial scale. The effects of different parameters including inlet air flow rate to the venturi scrubber, solvent flow rate, and solvent loss during the scrubbing process were investigated on CO2 absorption by a nanofluid solvent containing iron oxide/water at the presence of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a surface-active material.

    Main results

    The surface-active material of TMAH prevents the agglomeration of nanoparticles in the base fluid and stabilizes the fluid. The maximum efficiency of absorption and the highest molar flux of CO2 were achieved when iron oxide nanoparticles were used along with graphene nanosheets with the ratios of iron oxide nanoparticles (25%) and graphene nanosheets (75%) at the presence of TMAH surface-active material due to their nature. The reason is the better agitation (of the solution) by iron oxide nanoparticles that results in an increased displacement of graphene nanosheets. The random Brownian movements of nanoparticles create micron size eddies that increase mass transfer at the gas-liquid interface. In addition, molar flux and CO2 gas absorption efficiency decreased by increasing the concentration of nanoparticles.

    Keywords: Hybrid nanofluid, Venturi scrubber, Gas absorption, Iron oxide nanoparticles, Graphene nanosheets
  • Shahin Heydari Orojlou, Saadat Rastegarzadeh*, Behrooz Zargar Pages 81-95
    Research subject

     In the present study, titanium dioxide/silver nanocomposites (TiO2/Ag) were synthesized by sol-gel method and their performance for photocatalytic removal of metribuzin was compared with commercial TiO2 catalysts P25 Degussa.

    Research approach

    The synthesized nanocomposites were evaluated using X-ray diffraction spectroscopy (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and energy dispersive X-ray analysis (EDX). The effect of operating parameters including reaction time (0-240 minutes), pH (9-4), catalyst dose (0.005-0.015 g), temperature (10-60 ºC), visible light and UV light radiation, concentration Initial metribuzin (10-25 mg/L), the catalyst effect in the dark, and the amount of silver in TiO2/Ag nanocomposites (0.10-7% by weight) were investigated on the photocatalytic removal of metribuzin from artificial and real aqueous solutions.

    Main results

    Laboratory investigations showed that TiO2/Ag nanocomposite containing 10% by weight of silver, reaction time of 120 minutes, pH equal to 6, catalyst mass of 0.013 g, and initial concentration of 10 mg/L metribuzin are the best properties to maximize the removal of metribuzin in the presence of UV light. The obtained results showed that the synthesized TiO2/Ag nanocomposite has a higher potential in the degradation of herbicides compared to the commercial TiO2 nano-catalyst. In addition, the proposed method was used to remove metribuzin injected into the water of the Karun and Zohreh rivers and the wastewater of the sugarcane factory under optimal conditions, and successful results were obtained. Also, the results of using and regenerating the titanium dioxide/silver catalyst three times to remove metribuzin show the high efficiency of this photocatalyst in removing metribuzin from water samples. Comparing the methods available in the literature for the removal of metribuzin with the present method showed that the proposed method is better or comparable to the reported methods.

    Keywords: metribuzin, photocatalytic removal, titanium dioxide, silver nanocomposite, investigation of operating parameters, discontinuous system