برگزاری دفاعیه دکتری مهندس حامد عمده غیاثی
| تاریخ ارسال: 1404/2/6 |
 |
مهندس حامد عمده غیاثی دانشجوی دوره دکتری این دانشکده در رشته مهندسی عمران گرایش مهندسی سواحل، بنادر و سازه های دریایی، ۶ اردیبهشت ماه سال ۱۴۰۴ از رساله خود تحت عنوان «مدلسازی عددی و آزمایشگاهی حذف یون مس از محلول مس‌سولفات با استفاده از نانوفیلترهای ماسه‌ای اندود شده» به صورت حضوری با راهنمایی دکتر عباس یگانه بختیاری و مشاوره دکتر اصغر حبیب‌نژاد کورایم و دکتر مریم احمدزاده توفیقی دفاع می نماید. |
| چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد: آلودگی محیط زیست توسط فلزات سنگین با توسعه صنعتی و افزایش فاضلاب به‌طور پیوسته افزایش یافته و منجر به بحران‌های زیست‌محیطی متعددی شده است. مس از سمی‌ترین فلزات سنگینی است که استفاده گسترده از آن در صنایع مختلف احتمال آلودگی محیط زیست را بسیار افزایش می‌دهد. حذف مس به روش جذب با استفاده از جاذب‌های مناسب و مقرون به صرفه می‌تواند به عنوان راه‌حلی موثر برای کاهش آلودگی در نظر گرفته شود. در سالیان اخیر، نانوفیلترهای ماسه‌ای اندود شده با گرافن به دلیل استفاده از مواد ارزان‌قیمت و در دسترس مانند ماسه و ساکارز و فرآیند ساخت به نسبت ساده آن، مورد توجه محققان قرار گرفته‌اند. با این حال، نقش جنس ماسه، دانه‌بندی آن و میزان مواد ترکیبی جهت ساخت جاذب، در بهبود عملکرد آن تاکنون به‌طور جامع مورد بررسی قرار نگرفته است. این تحقیق با هدف توسعه و بهینه‌سازی جاذب‌های بر پایه ماسه برای امکان‌سنجی حذف نمک‌های سدیم کلراید و منیزیم سولفات، و حذف مؤثر یون‌های مس از محلول‌های آبی به انجام رسیده و شامل سه مرحله اصلی آزمایشگاهی و دو مرحله شبیه‌سازی عددی است. همچنین، جهت بالا بردن بازدهی جاذب‌های اشاره شده، با تغییر کوچکی در فرآیند ساخت آنها، امکان ساخت جاذب‌های کامپوزیت ماسه-گرافن سه‌بعدی وجود دارد. در مرحله نخست، تأثیر جاذب‌های ماسه‌ای و نانوفیلترهای ماسه‌ای اندود شده با گرافن مشتق از ساکارز و شیره خرما با جنس ماسه‌ها و دانه‌بندی مختلف بر حذف نمک‌های سدیم کلرید و منیزیم سولفات بررسی شده است. طی آزمایش‌های این مرحله، جاذب‌های ماسه‌ای سیلیکاته عملکرد بهتری در حذف کاتیون‌ها، و نانوفیلترهای ماسه‌ای اندود شده با گرافن مشتق شده از شیره خرما مناسب‌ترین عملکرد را در حذف آنیون‌ها داشته‌اند. در مرحله دوم، عملکرد همین جاذب‌ها در حذف یون مس از محلول مس‌سولفات و تأثیر پارامترهای مختلف بر میزان جذب مس به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفته است. دو جاذب نانوفیلتر ماسه کربناته اندود شده با گرافن با نسبت ماسه به ساکارز ۸۰ به ۱۵، کامپوزیت ماسه کربناته-گرافن با نسبت ماسه به ساکارز ۸۰ به ۲۰، با میزان حذف مس به ترتیب ۹۹ و ۹۷ درصد بهترین عملکرد را در میان جاذب‌ها در آزمایش‌های ستون ثابت داشته‌اند. در مرحله سوم، با انتخاب مناسب‌ترین جاذب بر اساس معیارهایی چون میزان حذف مس و دبی جریان خروجی، آزمایش‌های تکمیلی برای شناسایی ویژگی‌های جاذب منتخب انجام شده است. پس جاذب منتخب تحت آزمایش‌های ناپیوسته قرار گرفته و ویژگی‌های تعادلی آن شامل زمان تعادل ۱۰ ساعت، میزان جاذب ۳۵ گرم بر لیتر، مدل کینتیک مناسب آن (Elovich) و مدل ایزوترم مناسب آن (Langmuir) بدست آمده است. سپس با انجام آزمایش‌های ستون ثابت برای جاذب منتخب با غلظت‌های ورودی مختلف مس، منحنی‌های پیشرفت جذب، رسم و با مدل‌های ریاضی مختلفی مقایسه شده‌اند. از میان مدل‌های ریاضی مختلف، مدل Log-Gompertz سازگاری بهتری (R۲ = ۰.۹۷~۰.۹۹) را بین مدل‌های تحلیلی مختلف با نتایج آزمایشگاهی ستون ثابت برای غلظت‌های مختلف ورودی مس نشان داد. در گام بعدی، شبیه‌سازی عددی عبور محلول مس سولفات از بستر جاذب منتخب در نرم‌افزار COMSOL انجام شده و با نتایج آزمایشگاهی صحت‌سنجی شده است. مقایسه این دو حاکی از قرابت مناسب نتایج به خصوص در مراحل ابتدایی و میانی منحنی پیشرفت است. در مرحله بعد، ماژولی در نرم‌افزار OpenFOAM برای شبیه‌سازی پدیده گفته شده بر اساس معادلات نرم‌افزار COMSOL توسعه داده شده و نتایج آن با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. طبق نتایج این تحقیق، نانوفیلتر ماسه کربناته اندود شده با گرافن، سنتز شده از ماسه متخلخل کربناته و ساکارز، یک جاذب خلاقانه و کارآمد برای حذف یون‌های مس از طریق فرآیند جذب است. ویژگی‌های این جاذب از طریق آزمایش‌های جامع و شبیه‌سازی‌های عددی در شرایط ستونی ناپیوسته و بستر ثابت بطور تقریبا جامعی مورد بررسی قرار گرفته است. رساله حاضر، گامی مؤثر در استفاده از مواد اولیه در دسترس و مقرون‌به‌صرفه برای توسعه جاذب‌های کارا جهت رفع آلودگی‌های فلزات سنگین ارائه می‌دهد. • کلمات کلیدی پایان‌نامه: جاذب ماسه‌ای، نانوفیلترهای ماسه‌ای اندود شده، نرم‌افزار COMSOL، مدل LDF، نرم‌افزار OpenFOAM. • آدرس ایمیل دانشجو: hamedomdehghiasi  ymail.com تاریخ برگزاری جلسه دفاع نهایی: ۱۴۰۴/۰۲/۰۶ |
دفعات مشاهده: 453 بار |
دفعات چاپ: 63 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر