فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 128 (امرداد و شهریور 1402)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 128 (امرداد و شهریور 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/06/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • حسن عابدپور، جعفرصادق مقدس*، رضا علیزاده صفحات 7-32
    در این مطالعه، دو جاذب زیولیت ZSM-5 و سیلیکا ایروژل سنتز شد و سپس از یک روی کرد ساده، تکرارپذیر و اقتصادی برای بارگذاری نانوذرات سیلیکا ایروژل برروی ساختار تابوت مانند زیولیت ZSM-5 استفاده شد. بدین ترتیب سه جاذب کامپوزیت با درصدهای متفاوت تهیه شد. ویژگی جاذب ها با تجزیه های میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM)، طیف سنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، اسپکترومتری زیر قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، مساحت سطح ویژه (BET-BJH) و پتانسیل زتا مشخص شدند. با مقایسه عمل کرد هر سه جاذب، کامپوزیت سیلیکا ایروژل (75%)/زیولیت (25%) به عنوان جاذب بهینه تعیین و  از این جاذب، برای جداسازی یون سرب از محلول آبی استفاده شد. ظرفیت جذب اشباع برای یون سرب mg/g 476/2 به دست آمد. برای به دست آوردن بهترین مدل ایزوترم و جنبش شناسی از توابع خطا و ضرایب رگرسیون، به ویژه آزمون کای دو (χ2) و مجموع مربعات خطا (SSE) استفاده شد. با توجه به بررسی های ایزوترم جذب، داده ها به خوبی با مدل ایزوترم تمکین مطابقت داشت. مدل جنبش شناسی شبه مرتبه دوم نیز، تناسب بهتری با داده های آزمایشگاهی داشت. انرژی فعال سازی برای سرب kj/mol 31/11 حساب شد. این مقادیر نشان می دهد که جذب فیزیکی رخ داده است. نتایج نشان می دهد که کامپوزیت سیلیکا ایروژل/ زیولیت ZSM-5 جاذب مناسبی برای حذف آلاینده های مختلف (مانند فلزات سنگین) در سامانه های آبی است؛ لذا، این جاذب ممکن است در مقیاس بزرگ تر برای جذب انواع آلاینده ها استفاده شود.
    کلیدواژگان: زئولیت ZSM-5، سیلیکا ائروژل، نانوکامپوزیت، سرب دوظرفیتی، جذب سطحی، ایزوترم
  • زهرا دانش فر* صفحات 33-51
    آیروژل های سیلیکا، مواد نانومتخلخل متشکل از یک شبکه سه بعدی با ساختار حفره های باز و ویژگی های استثنایی مانند چگالی کم، تخلخل زیاد، رسانایی حرارتی کم، سطح ویژه زیاد، ضریب شکست کم و انتقال نوری بالا هستند. این خواص بی همتا ظرفیت عظیمی را برای کاربردهای گوناگون مانند مواد عایق، کاتالیزورها، اپتیک ها، جاذب ها و سامانه های انتقال دارو فراهم می کند. روش متداول برای تهیه این گونه مواد، فرایند سل-ژل و به دنبال آن خشک کردن فوق بحرانی، خشک شدن در فشار محیط است. با درک بهتر مشخصه های فرایندی وابسته به هم مانند pH سل سیلیکا، زمان و دمای پیرسازی، شست وشو، تبادل حلال، اصلاح سطحی و تنظیم این مشخصه ها می توان آیروژل هایی با کیفیت عالی بسته به کاربرد مورد نظر تولید کرد. در مطالعه پیش رو، تهیه آیروژل های سیلیکایی با استفاده از سیلیکات سدیم، سازوکار تشکیل ژل، اثر مشخصه های فرایندی بر ساختار حفره ها و درنتیجه خواص آیروژل مرور شده است. در پایان نیز مهم ترین کاربردهای آیروژل سیلیکا در علوم مهندسی و نمونه های پیشرفت های اخیر در این زمینه ارایه شده است.
    کلیدواژگان: آئروژل سیلیکا، سیلیکات سدیم، فرایند سل- ژل، خواص و کاربرد
  • سجاد کریمی، رضا بیگزاده* صفحات 52-66
    پلی اتیلن سبک بسپاری از خانواده پلی اتیلن هاست که به طور عمده در صنعت پلاستیک کاربرد دارد؛ این بسپارها در فشارها و دماهای بالا با استفاده از واکنش رادیکالی تشکیل می شوند. پدیده رسوب گرفتگی ناشی از جداسازی فاز ترمودینامیکی بسپار و اتیلن است که این جداسازی فاز در منطقه دیواره رآکتور لوله ای (نزدیک به جریان خنک کننده) رخ می دهد. رسوب گرفتگی باعث کاهش انتقال حرارت به سیال درون ژاکت رآکتور و موجب کاهش تولید و در موارد بحرانی باعث تجزیه خطرناک اتیلن می شود. هدف این پژوهش شبیه سازی پدیده رسوب و تاثیرهای آن بر روی دما و فشار خروجی رآکتور بر پایه مسایل انتقال حرارت است. مدل ریاضی حل شده بر اساس معادلات انتقال حرارت شکل گرفته و برای محاسبه داده های تعادل فازی با توجه به فشار و دما از معادلات حالت SRK استفاده شده است. در پایان با بهره گیری از شگرد دینامیک سیالات محاسباتی، داده های به دست آمده حل و شبیه سازی شد. نتایج به دست آمده بیانگر نحوه تاثیر مشخصات رسوب ایجادشده بر روی عملکرد حرارتی رآکتور است. مدل انجام شده در شرایط عملیاتی برای پلی اتیلن سبک با درجه H 2420 تحت لیسانس شرکت بازل انجام شده است. بر اساس نتایج مدل سازی مشخص شد که با افزایش ضخامت رسوب از 1/0 تا 2/1 میلی متر، دمای خروجی رآکتور افزایش پیدا می کند؛ اما تاثیر چشمگیری بر میزان افت فشار درون رآکتور ندارد. هم چنین افزایش 10 درجه ای دمای واکنش باعث شد که درصد حجمی فاز دوم (رسوب) از 0.1833 به 0.1818 میلی متر کاهش داده شود.
    کلیدواژگان: پلی اتیلن سبک، پدیده رسوب گرفتگی، دینامیک سیالات محاسباتی، جریان خنک کننده، درصد حجمی
  • لیلا ندایی، هانیه شکرکار* صفحات 67-82
    زیست توده ریزجلبک به عنوان یک خوراک پایدار برای تولید ترکیبات با ارزش بالا مانند آنتی اکسیدان های آنزیمی و غیرآنزیمی در نظر گرفته می شود که به طور گسترده برای مواد غذایی، دارویی، نساجی، چرم و هم چنین در صنایع شیمیایی استفاده می شود. افزایش عملکرد ریزجلبک، دست یابی به شرایط بهینه کشت، ذخیره سازی بهینه مولکول های آنتی اکسیدانی پس از پردازش و پردازش پایین دستی با صرفه جویی در انرژی از جمله موانع اصلی برای تولید آنتی اکسیدان هاست. امروزه، ترکیبات آنتی اکسیدانی تولیدشده با ریزجلبک ها درنتیجه اعمال شرایط استرس، به عنوان محصولاتی پراهمیت برای سلامتی بشر، توجه تجاری پیدا کرده است. استرس اکسیداتیو ناشی از اسیدیته، فلزات، پرتو ماورای بنفش و دما می تواند باعث تولید آنتی اکسیدان در بسیاری از گونه های مختلف ریزجلبک ها مانند جلبک دونالیلا شود. کشت جلبک دونالیلا، دارای چندین برتری از جمله نرخ رشد بالا، هزینه تولید پایین و هم چنین توانایی رشد در شرایط استرس زا مانند غلظت بالای نمک، شدت نور بالا و محدودیت نیتروژن است. این مقاله، یک بررسی کلی از تولید آنتی اکسیدان ها در متابولیسم سلولی ریزجلبک دونالیلا، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان POD)، SOD،(CAT و استراتژی هایی برای افزایش تجمع آنتی اکسیدان در ریزجلبک ها ارایه می دهد.
    کلیدواژگان: ریزجلبک، آنتی اکسیدان، استرس، جلبک دونالیلا، محیط کشت
  • پیام مرادی، محمد چهاردولی*، محمد سیم جو، بابک خردمند صفحات 83-96
    با توجه به نیاز بالای مصرفی منابع هیدروکربوری و هم چنین تامین سوخت گازی در ماه های سرد سال، پیشنهاد شده است که از مخازن تخلیه شده نفت و گاز و سفره های آب زیرزمینی، به عنوان مخازن ذخیره ساز گاز طبیعی استفاده شود. ازجمله عوامل موثر در ذخیره سازی گاز طبیعی، واکنش های مابین سیال- سیال و سیال- سنگ است که از این عوامل خاصیت ترشوندگی از اهمیت بیشتری برخوردار است. شناخت این عوامل در فرایند ذخیره سازی گاز، باعث کنترل و نگهداری بهتر گازهای طبیعی در ساختارهای زمین شناسی می شود. سفره های آب زیرزمینی یکی از ساختارهای دارای شرایط مطلوب برای ذخیره سازی گاز طبیعی است که با تغییر ترشوندگی آن ها به سمت گازدوستی، می توان ظرفیت ذخیره سازی گاز طبیعی را در آن ها افزایش داد. بدین منظور این مطالعه به بررسی کارهای آزمایشگاهی انجام شده برروی توزیع و رفتار سیال در نمونه سنگ های کربناته و ماسه ای برای تغییر ترشوندگی آن ها به سمت گازدوستی، به منظور اهداف ذخیره سازی زیرزمینی گاز پرداخته است.
    کلیدواژگان: سفره آب زیرزمینی، تغییر ترشوندگی، ترشوندگی با گاز، ذخیره سازی گاز طبیعی
  • عذرا حسن نژاد، رحمت ستوده*، عیسی باقرزاده همایی صفحات 97-109
    رسوب گذاری در مبدل های حرارتی یکی از دلایل اصلی اتلاف انرژی در پالایشگاه هاست. یکی از راه های کاهش این اتلاف انرژی، پیش بینی مقاومت رسوب است. در مقاله، ابتدا با استفاده از گروه های بی بعد پی باکینگهام به تخمین نرخ مقاومت رسوب پرداخته شده است. نرخ مقاومت تخمین زده شده به این روش با داده های تجربی صحه گذاری شده است. نتایج نشان می دهد که میانگین درصد خطای نسبی مدل با داده های تجربی 79/26% است که درمقایسه با مدل های گزارش شده در مقاله ها که درصد خطا در آن ها در محدوده 59-40 است، درصد خطای پایین تری را نشان می دهد. در حالت کلی با تخمین نرخ مقاومت رسوب می توان منحنی آستانه رسوب را رسم و موقعیت مبدل ها را نسبت به آن بررسی کرد. باتوجه به موقعیت مبدل ها در این منحنی، برای کاهش میزان رسوب گذاری و قرارگیری در محدوده بدون رسوب، می توان شرایط عملیاتی (دما و سرعت) را تنظیم کرد. هم چنین در این مقاله در ادامه به تخمین مقاومت رسوب در حالت ناپایا با مدل مجانب شونده پرداخته شده است. این مدل نیز با داده های تجربی نفت سبک استرالیا و پالایشگاه تهران اعتبارسنجی شده است. لازم به توضیح است که در مطالعات به پیش بینی مقاومت رسوب در حالت ناپایا کمتر توجه شده؛ هرچند که با این تخمین می توان برنامه تمیزکاری بهتر و منظم تری برای مبدل ها تنظیم و مشکلات ناشی از رسوب گذاری را در مبدل ها کم کرد
    کلیدواژگان: نرخ مقاومت رسوب، رسوب گذاری، مبدل حرارتی، نفت خام
  • آرمین اوکاتی، محمدرضا خانی*، بابک شکری صفحات 110-120
    یکی از روش های نوین مدیریت پسماند، بهره گرفتن از فناوری پلاسمای حرارتی در گازی سازی است. گازی سازی پلاسمایی، فرایند پیچیده ای است که مطالعات زیادی را طلب می کند. در این میان فناوری پلاسما می تواند جواب گوی نیاز به انرژی و مدیریت پسماند بسیاری از جوامع باشد که مطالعه تجربی آن همواره میسر نیست. در این تحقیق مدلی در محیط نرم افزار اسپن پلاس بر اساس کمینه سازی انرژی آزاد گیبس ایجاد شد تا ترکیب پسماندهای شهری و زیست توده به عنوان خوراک را بررسی کند. پس از اعتبارسنجی مدل که نتایج قابل قبولی از خود نشان داد؛ مشخصه های مهمی بررسی شد که نشان دادند افزایش میزان پسماند شهری در خوراک، می تواند به بهترشدن کیفیت گازسنتزی به عنوان محصول این فرایند کمک کند. بهترین نسبت بخار به پسماند برای تولید بیشترین مقدار هیدرژن مقدار 2 به دست آمد. هم چنین مشاهده شد که با افزایش دما- بیشتر از 800 درجه سلسیوس- اثر نسبت بخار به پسماند بر تولید هیدروژن کاهش می یابد و افزایش دما در نسبت های پایین بخار به پسماند، به مراتب بر تولید هیدروژن اثر بیشتری دارد.
    کلیدواژگان: گازی سازی، اسپن پلاس، پلاسمای حرارتی، گاز سنتز، شبیه سازی
  • اصغر تقی لو، افسانه سادات لاریمی* صفحات 121-134

    فرایند احیای فوتوکاتالیستی دی اکسیدکربن علاوه بر تبدیل انرژی پاک خورشیدی به مواد با ارزش افزوده، گاز گلخانه ای دی‏اکسید‏کربن را نیز کاهش می دهد. TiO2 پرکاربردترین فوتوکاتالیست مورد استفاده در این فرایند است؛ اما انرژی باندگپ بزرگ و نرخ بالای بازترکیب جفت الکترون- حفره در TiO2 نیازمند اصلاح است. در این مقاله روش های اصلاح TiO2 مانند ترکیب با نیمه‏رساناها و دوپ عناصر فلزی و نافلزی و ویژگی‏های ساختاری و عملکرد فوتوکاتالیست‏های TiO2 اصلاح شده با تمرکز بر رفتارهای انتقال بار، بررسی شده است. انواع فوتوراکتورها شامل بستر ثابت، غشایی، دوغابی و غیره نیز بررسی شده‏اند. دوپینگ با فلز و نافلز بازده محصول را تا 207 برابر افزایش می‏دهد. TiO2 اصلاح شده به روش دوپینگ با فلزات گران‏بها عملکرد بالایی دارد. می‏توان از دوپ کردن مواد ارزان‏قیمت‏تر مانند g-C3N4 برای دست یابی به عملکردی مشابه بهره جست. هم چنین، بازده راکتورهای مونولیت به ترتیب 23 و 14 برابر بیشتر از راکتورهای دوغابی و بستر ثابت است.

    کلیدواژگان: حیای دی‏اکسیدکربن، اصلاح دی‏اکسیدتیتانیوم، دوپ کردن، هتروجانکشن، فوتوکاتالیست، فوتوراکتور
  • فاطمه عابدی، سمیه اللهیاری*، نادر راحمی صفحات 135-144
    در این تحقیق فتوکاتالیست های اکسید مس- کلینوپتیلولیت تبادل یونی شده با درصدهای وزنی مختلف اکسید مس (از صفر تا 100 درصد) سنتز شد و در حذف فتوکاتالیستی تتراسایکلین از پساب بررسی شد. تعیین خصوصیات فتوکاتالیست های فوق به کمک آنالیزهای XRD، FESEM، EDX، UV-Vis DRS و BET/BJH نشان داد که اکسید مس در همه نمونه ها به شکل  Cu2Oتشکیل و افزودن کلینوپتیلولیت اندازه بلورهای اکسید مس را از 50 به 37 نانومترکاهش داد. هم چنین با افزایش مقدار کلینوپتیلولیت درجه کلوخگی اکسید مس کاهش یافت. ازسویی با افزایش مقدار کلینوپتیلولیت در نمونه ها، میزان جذب نور کمت و گاف انرژی نیز اندکی کوچک تر شد که امکان بازترکیب حاملان بار را افزایش می دهد. نمونه حاوی 50 درصد وزنی اکسید مس دارای سطح ویژه m2/g 116 بود و ازنظر اندازه حفره های مناسبی برای ورود و خروج تتراسایکلین داشت. این نمونه بیشترین مقدار حذف فتوکاتالیستی تتراسایکلین (7/90%) را در مقدار غلظت اولیه تتراسایکلین ppm 30، مقدار فتوکاتالیست g/l 1 و 7=pH نشان داد.
    کلیدواژگان: پساب دارویی، اکسید مس- کلینوپتیلولیت، فتوکاتالیست، نور مرئی
|
  • H. Abedpour, J. S. Moghadas *, R. Alizadeh Pages 7-32
    In this study, three composite adsorbents with different percentages zeolite ZSM-5 and silica aerogel, were synthesized. The adsorbents were characterized by FESEM, XRD, FTIR, BET-BJH, and zeta potential. By comparing the performance of the zeolite ZSM-5 (25)/silica aerogel (75) adsorbent as an optimal adsorbent and other inexpensive adsorbents, it was observed that the adsorbent studied in this experiment has good adsorption efficiency. The saturated adsorption capacity reached 476.2 mg/g for Pb+2. To obtain the best isotherm and kinetic model, error functions and regression coefficients, especially the Chi-square test (χ2) and sum square error (SSE), were used. The findings fit well with Temkin isotherm models, according to the adsorption isotherm investigations. The kinetic data for the pseudo-second-order kinetic model exhibited a high correlation coefficient and a low error function. The activation energies for lead were and 11.31 kJ/mol, respectively. These values indicate that physical adsorption has occurred. The Com3 absorbent was separated from the wastewater and reused after recovery. This feature caused the adsorbent to have a strong adsorption ability, so the adsorption process was performed in five cycles. FTIR and EDX analyses were performed to confirm the adsorption of heavy metals by the adsorbent. The results show that the zeolite ZSM-5/silica aerogel composite is a suitable adsorbent for the removal of various toxins(such as heavy metals) in aqueous systems that contain an adsorbate. As a result, the new zeolite ZSM-5/silica aerogel composite may be used on a larger scale as a material to absorb a variety of contaminants.
    Keywords: Zeolite ZSM-5, Silica Aerogel, nano-composite, Lead (II), Adsorption, Isotherm
  • Z. Daneshfar * Pages 33-51
    Silica aerogels are nanoporous materials with an open-pore structure and interesting properties such as low density, high porosity, low thermal conductivity, high specific surface area, low refractive index and high optical transmission. These unique properties provide enormous potential for a variety of applications such as insulators, catalysts, optics, adsorbents and drug delivery systems. A common method for preparing silica aerogels is the sol-gel process, followed by supercritical drying/ ambient pressure drying. Better understanding of mutually dependent processing parameters and their adjustment such as type of precursor, molar ratio of components, pH of silica solution, aging and washing time, solvent exchange process and surface modification can produce good quality aerogels depending on their application. In the present study, a review on the preparation of silica aerogels using sodium silicate, the mechanism of gel formation and the effect of process parameters on the structure and their properties are presented. Finally, the most important applications of silica aerogel in engineering sciences and recent developments in this field are mentioned.
    Keywords: Silica Aerogel, Sodium silicate, Sol-Gel, Ambient pressure drying, Properties & Application
  • S. Karimi, R. Beigzadeh * Pages 52-66
    Low-density polyethylene is a subset of polyethylene that is mainly used in the plastics industry. These polymers are formed at high pressures and temperatures using a radical reaction. The fouling phenomenon is the result of the thermodynamic phase separation of polymer and ethylene. This phase separation occurs in the wall area (wall close to the cooling flow) of the tubular reactor, which reduces heat transfer to the reactor jacket, reducing production and in critical cases dangerous decomposition of ethylene. The purpose of this study is to simulate the phenomenon of fouling and its effects on the temperature and pressure of the reactor based on the heat transfer problems. The solved mathematical model is formed based on heat transfer equations to solve the computational fluid dynamics equations which are used to calculate the phase equilibrium data for pressure and temperature: The obtained results show that by increasing the thickness of the fouling, the heat transfer rate decreases. The operating model was used based on thelow-density polyethylene with a grade of 2420H. Based on the model, it was found that with increasing the thickness of fouling from 0.1 to 1.2 mm, the outlet temperature of the reactor increases, but does not have a significant effect on the pressure drop inside the reactor: Moreover,10 °C increase in reaction temperature caused the volume percentage of the second phase (fouling) is reduced from 0.1833 to 0.1818 mm.
    Keywords: Low density polyethylene, Fouling, Computational Fluid Dynamics, Cooling flow
  • L. Nedaei, H. Shokrkar * Pages 67-82
    Microalgae biomass is considered as a sustainable feed for the production of high value compounds such as enzymatic and non-enzymatic antioxidants that are widely used in food, pharmaceutical, textile, leather as well as in the chemical industry. Increasing the yield of microalgae, achieving optimal culture conditions, optimal storage of antioxidant molecules after processing and downstream processing with energy saving are among the main obstacles to the production of antioxidants. Today, antioxidant compounds produced by microalgae as a result of stressful conditions, as important products in the field of human health, have received commercial attention. Oxidative stress due to acidity, metals, UV and temperature can cause the production of antioxidants in many different species of microalgae such as Dunaliella algae. Dunaliella algae cultivation has several advantages, including high growth rate, low production cost, as well as the ability to grow in stressful conditions such as high salt concentrations, high light intensity, and nitrogen restriction. This article provides an overview of the production of antioxidants in the Dunaliella microalgae cellular metabolism, the activity of antioxidant enzymes (POD, SOD, CAT) and strategies to increase antioxidant accumulation in microalgae.
    Keywords: Microalgae, Antioxidant, Stress, Dunaliella algae, Culture medium
  • P. Moradi, M. Chahardowli *, M. Simjoo, B. Kheradmand Pages 83-96
    Considering the need for excessive consumption of hydrocarbon resources and gas fuel supply in the cold seasons of the year, it has been suggested to use the drained oil and gas reservoirs and underground water aquifers to be used as natural gas storage reservoirs. Among the influential factors in natural gas storage are the reactions between fluid-fluid and fluid-rock, which is the most important of these wettability factors. Knowing these factors in the gas storage process will lead to better control and storage of natural gases in geological structures. Underground water aquifers are one of the structures with favorable conditions for natural gas storage which by wettability alteration to gas wetness in these, can be increased the natural gas storage capacity. For this purpose, this study has investigated the laboratory works done on the distribution and behavior of fluid in the samples of carbonate and sandstone in order to wettability alteration to gas wetness for the purposes of underground gas storage.
    Keywords: aquifer, Wettability Alteration, Gas Wettability, Underground Natural Gas- Storage
  • O. Hasaannejad, R. Sotoudeh *, E. Bagherzadeh Homaei Pages 97-109
    Fouling in heat exchangers is main causes of energy losses in oil and gas refineries. One way to reduce this energy loss in these refineries is to predict fouling resistance. In this paper, the fouling resistance rate is first estimated using the Buckingham's dimensionless groups. The resistance rate is then validated with the experimental data derived from the literature. The results show the relative error of 26.79% with the experimental data, which is rather low and acceptable as compared by those reported in the literature ranged from 40-59%. In general, by estimating the fouling resistance rate, the fouling threshold curve can be plotted and the position of the exchangers relative to it can be checked. The position of the exchangers would allow to reduce the amount of fouling and to stay in non-fouling area with the proper justifications of the operating conditions. The curve is also used to estimate the deposition resistance in the unstable state with the asymptotic model. This model has also been validated with the experimental data from the Australian light oil and Tehran refinery data. It is worthy to mention that the prediction of fouling instability has been less considered in the literature, although with this estimate it is possible to have a better and more regular cleaning program for exchangers and to reduce the problems caused by deposition in exchangers leading to lower operational costs.
    Keywords: Foul resistance rate, Fouling, heat exchanger, Crude Oil
  • A. Okati, M. R. Khani *, B. Shokri Pages 110-120
    One of the newest methods of waste management is benefiting from thermal plasma technology in gasification. Plasma gasification is a complicated process that requires much research. Plasma technology, meanwhile, can meet the energy and waste management needs of several communities, but the experimental study is not always feasible. In this study, an Aspen Plus model based on Gibbs free energy minimization is created in order to assess municipal waste and biomass as feedstocks. After validating the model, important parameters were examined which showed that increasing the amount of municipal waste in the feed can help improve the quality of syngas as the product of this process. The best steam to waste ratio for generating the highest amount of hydrogen production was obtained 2. It was also observed that the effect of steam-to-waste ratio on hydrogen production decreases with the increase of temperature above 800 degrees Celsius, and the increase of temperature in low steam-to-waste ratios has a greater effect on the amount of hydrogen production.
    Keywords: gasification, Aspen Plus, Thermal Plasma, Synthesis gas, Simulation
  • A. Taghiloo, A. S. Larimi * Pages 121-134

    The process of photocatalytic reduction of carbon dioxide converts clean solar energy to value-added materials, while reduces the carbon dioxide greenhouse gas. TiO2 is the most widely used semiconductor in this process. However, its large bandgap energy and high rate of electron-hole pair recombination needs to be modified. In this review article, ways to modify TiO2, such as combining with semiconductors and doping metallic and non-metallic elements, as well as the structural features and performance of modified TiO2 photocatalysts with a special focus on charge transfer behavior have been investigated. Various types of photoreactors, including fixed bed, membrane, slurry, etc., have been investigated. Doping with metal and non-metal increases the yield of the product up to 207 times. TiO2 modified by doping with precious metals have high performance. Doping cheaper materials such as g-C3N4 can be employed to achieve similar performance. Moreover, the efficiency of monolith reactors is 23 and 14 times higher than slurry and fixed bed reactors, respectively.

    Keywords: CO2 reduction, TiO2 modification, Doping, Heterojunction, photocatalyst, Photoreactor
  • F. Abedi, S. Allahyari *, N. Rahemi Pages 135-144
    In this study, ion-exchanged copper oxide-clinoptilolite photocatalysts with different weight percentages of copper oxide (from zero to 100%) were synthesized and investigated for the photocatalytic removal of tetracycline from wastewater. Characterization of samples photocatalysts by XRD, FESEM, EDX, UV-Vis DRS and BET/BJH analyzes showed that copper oxide was in the form of Cu2O in all samples and the addition of clinoptilolite decreased the size of copper oxide crystals from 50 to 37. Also, with increasing the amount of clinoptilolite, the degree of agglomoration of copper oxide decreases. While increasing the amount of clinoptilolite in the samples reduces the amount of light absorption, the bandgap energy becomes slightly larger, which reduces the possibility of recombination of charge carriers. The sample contains 50% by weight of copper oxide with a specific surface area of 116 m2/g has a suitable pore size for the entry and exit of tetracycline. This sample showed the highest amount of tetracycline photocatalytic removal (90.76%) in the initial concentration of tetracycline at 30 ppm, the amount of photocatalyst at 1 g/l and pH=7.
    Keywords: Pharmaceutical wastewater, Copper oxide-clinoptilolite, photocatalyst, Visible light