فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 129 (مهر و آبان 1402)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 129 (مهر و آبان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/08/22
  • تعداد عناوین: 11
|
  • صدیقه عباسی صفحه 6
  • هانیه عباسی، عباس هاشمی زاده*، فرهود نوائی صفحات 7-25

    موفقیت حفاری مخازن هیدروکربنی به طور جدایی ناپذیری به کارایی سیال حفاری وابسته است. پلیمرها و نانوذرات پلیمری به عنوان افزودنی های کارامد، ظرفیت بسیاری برای بهبود خواص سیالات حفاری دارند. با این حال، نقش مواد پلیمری در این زمینه در مراحل ابتدایی است و در سال های اخیر پیشرفت های چشم گیری داشته است. مطالعه حاضر، به مرور جامع و بررسی سیالات حفاری بهبودیافته و اصلاح شده به وسیله پلیمرها و نانوذرات پلیمری مختلف می پردازد. هم چنین اثرات پلیمرهای جدید، سامانه های پلیمری مبتنی بر آب دریا و سازگار با محیط زیست، سامانه های پلیمری کاتیونی و آنیونی، نقش مواد فعال سطحی و نانوذرات پلیمری را در بهبود خواص سیالات حفاری تشریح و برتری های فنی و اقتصادی آن ها تحلیل کرده است. این پژوهش ضمن بررسی پیشرفت های اخیر در سنتز و کاربردهای پلیمرها و نانوذرات پلیمری در سامانه سیالات حفاری، نقش پلیمرها در اصلاح و ارتقای خواص ریولوژی و کنترل هرزروی، ضخامت کیک گل، خواص فیلتراسیون و پایداری حرارتی را به بحث گذاشته است. مرور مقالات نشان می دهد که سامانه های پلیمری سازگار با محیط زیست تا 30 درصد، هزینه ها را کاهش می دهند و موجب کاهش حمل و دفع پسماند می شوند. استفاده از سامانه های پلیمری کاتیونی و آنیونی بار سنگ را خنثی می کند و برهمکنش الکترواستاتیک آن با آب را کاهش می دهد که مانع از نفوذ آب به درون رس می شود و می تواند مانند پلیمر PHPA  (Partially Hydrolyzed Polyacrylamid)مشکلات حفاری لایه های رسی را کاهش دهد. پلیمر تراویده ترمینالیا مانتالی به عنوان یک زیست پلیمر و پلیمر (Carboxymethyl cellulose) CMC افزایه های مطلوبی برای افزایش گران روی هستند. هم چنین قابلیت تحمل فشار و آب بندی بسیار بالای سیالات حفاری مبتنی بر نانوذرات پلیمری موجب جلوگیری از انتقال فشار و به حد اقل رساندن تعامل سیالات بین مته و سازند می شود و پایداری چاه را بهبود می بخشد.

    کلیدواژگان: بهبود سیالات حفاری، پلیمر، نانوذرات پلیمری، مواد فعال سطحی، رئولوژی، کنترل هرزروی
  • سید حسین زهدی*، سمیه منصوری صفحات 26-38
    در این مقاله با استفاده از روش سطح پاسخ و تجزیه های آماری، اثرهای اصلی و متقابل مشخصه های عملیاتی در حضور کاتالیزور کبالت بر پایه آلومینای صنعتی در رآکتور مخلوط شونده، بررسی شد. تجزیه واریانس نشان داد که مدل های چندجمله ای مرتبه دو، به خوبی داده های تجربی را برازش کرده است. با کاهش سرعت جریان گاز سنتز گزینش پذیری دی اکسیدکربن، متان و درصد تبدیل منواکسیدکربن افزایش یافت. افزایش فشار به bar 22 سبب افزایش همزمان درصد تبدیل منواکسیدکربن و گزینش پذیری دی اکسیدکربن شد که نشان دهنده تقویت واکنش جابه جایی آب-گاز در محدوده فشار متوسط است. افزایش سرعت جریان گاز سنتز موجب کاهش درصد تبدیل منواکسیدکربن و افزایش گزینش پذیری +C5 شد. براساس نتایج بهینه سازی چندهدفه، در شرایط سرعت جریان گاز  Nl/h8/47 و فشار bar 15 کمترین مقدار دی اکسیدکربن (2%) و متان (4/16%) و بیشترین میزان درصد تبدیل منواکسیدکربن (8/53%) و محصولات سنگین (3/68%) +C5به دست می آید.
    کلیدواژگان: مدل سازی، گزینش پذیری، روش سطح پاسخ، سنتز فیشرتروپش، آلومینا، کبالت
  • سعید حبیبی نژاد، سعید غفاری، روح الله رضا زاده، امیر حاجی زاده، محمدمهدی افصحی* صفحات 39-49

    یکی از مراحل تغلیظ در مجتمع معدنی و صنعتی گل گهر، مرحله آب گیری از دوغاب حاوی 60 درصد وزنی ذرات کنسانتره است. درحال حاضر این مرحله آب گیری با استفاده از یک فیلتر نواری با کارکرد مداوم، که در زمره فیلترهای تحت خلا است، انجام می گیرد. در پژوهش حاضر، نقش فعال کننده سطح یونی و غیریونی در کاهش میزان رطوبت ذرات سنگ آهن، پس از فیلتراسیون، بررسی شده است. فعال کننده های سطحی مورد استفاده، سدیم دو دسیل سولفات (SDS)، پلی اتیلن گلیکول 4000 (PEG4000)، سدیم دودسیل اتر سولفات (SLES) و ستیل تری متیل آمونیوم برمید (CTAB) بود. در این تحقیق مقدار 30، 45، 60، 75 و 90 گرم بر تن از هر یک از مواد فعال کننده سطح ذکرشده، به دوغاب اضافه شد. برای ارزیابی میزان تاثیر هر یک از مواد فعال سطحی، میزان رطوبت کیک پس از فیلتراسیون، جنبش شناسی آب گیری از دوغاب، آزمایش پتانسیل زتا، آزمایش مربوط به تعیین زاویه تماس سطح و آنالیز FTIR بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که مواد فعال کننده سطح آنیونی SDS و SLES تاثیر معناداری بر کاهش رطوبت کیک دارند. بهترین مقدار این مواد 75 گرم بر تن و میانگین کاهش رطوبت در کیک فیلتراسیون حدود 2٪ به دست آمد. از سوی دیگر پلی اتیلن گلیکول 4000 تاثیر بسیار جزیی، به مقدار 5/0%، بر میزان رطوبت نهایی داشت. نتایج به دست آمده از افزودن ستیل تری متیل آمونیوم برماید به دوغاب نشان داد که استفاده از این ماده شیمیایی کمک چندانی به رطوبت گیری از دوغاب نمی کند.

    کلیدواژگان: فعال کننده سطحی، کیک فیلتراسیون، کاهش رطوبت، کنسانتره سنگ آهن
  • ابوالقاسم زنگنه، حمیدرضا قاسم پور*، محمدکاظم کوهی، ناصر کریمی صفحات 50-67

    در این مطالعه یک چارچوب فلز_آلی مغناطیسی عامل دارشده با 8- آمینوکینولین به منظور پایش و اندازه گیری آرسنیک در نمونه های برنج و تن ماهی مصرفی در بازار ایران سنتز شد. پس از شناسایی نانوجاذب با روش های طیف بینی زیر قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، تجزیه عنصری، پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM)، پراکندگی نور پویا (DLS)، پتانسیل زتا، مغناطیس سنجی لرزشی نمونه (VSM) و آنالیز سطح BET، مشخصه های موثر بر جذب و واجذب بهینه شد. سپس روش مورد نظر اعتبارسنجی شد و در پایان، جاذب سنتزشده برای اندازه گیری آرسنیک در    نمونه های برنج و تن ماهی مصرفی در بازار ایران، به کار گرفته شد. براورد شرایط بهینه استخراج با استفاده از طراحی آزمایش براساس روش سه سطحی باکس_بنکن در دو مرحله جذب و شویش انجام شد. شرایط بهینه استخراج عبارت بودند از pH محلول نمونه: 6/3، زمان جذب: 12 دقیقه، دوز جاذب: 16 میلی گرم، نوع و غلظت حلال شویش: 06/0 مولار نیتریک اسید، زمان شویش: 5/8 دقیقه، حجم حلال شویش: 8/0 میلی لیتر. تحت شرایط بهینه حد تشخیص روش برابر با 01/0 میکروگرم در لیتر به دست آمد و روش صحتی خوبی را در تجزیه نمونه با غلظت تاییدشده نشان داد. تحت شرایط بهینه، روش مورد نظر به منظور پایش و اندازه گیری آرسنیک در نمونه های برنج و تن ماهی مصرفی موجود در بازار ایران، ارزیابی و نتایج بسیار خوبی حاصل شد. از مهم ترین برتری های روش حاضر می توان به سرعت، سهولت، صرفه جویی در زمان، دقت و صحت بالا اشاره کرد.

    کلیدواژگان: چارچوب فلز- آلی مغناطیسی، برنج و تن ماهی، آرسنیک، عامل دار کردن، پایش
  • علیرضا ردایی*، حسین ایزدی وصفی، مینا شهبازی صفحات 68-77
    بسپارهای متخلل امولسیونی عامل دار کاربردهای دارویی و صنعتی متعددی دارند و به عنوان مواد نوین برای جداسازی مورد توجه هستند. در این تحقیق ابتدا سنتز امولسیونی پلی (استایرن- دی وینیل بنزن) انجام شد، سپس اثر افزایش گروه عاملی سدیم استایرن سولفونیک اسید بر میزان آب دوستی سطح بسپار متخلخل امولسیونی پلی (استایرن- دی وینیل بنزن) بررسی شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی ریخت شناسی سطح و تعیین میزان توزیع اندازه قطر حفره های سطحی و آزمون طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس برای بررسی وجود اتم های گوگرد و سدیم در سطح بسپار متخلخل عامل دارشده و از دستگاه اندازه گیری زاویه تماس با قابلیت عکس برداری از قطره و دارای نرم افزار سنجش زاویه تماس قطره با سطح برای بررسی میزان آب دوستی سطح بسپار متخلخل امولسیونی پلی (استایرن- دی وینیل بنزن) عامل دارشده، استفاده شد. افزایش سدیم استایرن سولفونیک اسید در شکل و اندازه حفره های تشکیل شده تاثیری ندارد؛ ولی میزان آب دوستی نمونه ها با افزایش عامل سولفونه در فاز آبی افزایش یافت و مقدار مناسب درصد سدیم استایرن سولفونیک اسید در فاز آبی به عنوان عامل سولفونه در حدود 2 درصد بود و با افزایش بیشتر از 2 درصد تغییرات افزایشی کمی در میزان آب دوستی سطح بسپار متخلخل امولسیونی پلی (استایرن- دی وینیل بنزن) عامل دارشده، به و جود آمد و تقریبا نمودار تغییرات خطی با شیب ناچیز شد.
    کلیدواژگان: بسپارهای متخلخل، بسپار امولسیونی، پلی (استایرن- دی وینیل بنزن)، سدیم استایرن سولفونیک اسید، گروه عامل دار سولفونه
  • زهره خوشرفتار، احد قائمی* صفحات 78-97
    در این مطالعه، مدل مبتنی بر هوش مصنوعی برای پیش بینی حلالیت تعادلی دی اکسیدکربن در سامانه حلال آمین (تری اتانول آمین + پیپرازین + آب) با هدف جذبدی اکسیدکربن ایجاد شده است. در مدل پرسپترون چندلایه، داده های حلالیت (بارگذاری دی اکسیدکربن در محلول آمین) به عنوان تابعی از فشار جزیی دی اکسیدکربن، دمای سامانه و ترکیب آمین بررسی شد. الگوریتم لونبرگ- مارکوارت پس انتشار برای پیش بینی فشار جزیی دی اکسیدکربن استفاده شد. نسبت نهایی آموزش، اعتبارسنجی و مجموعه داده های آزمایشی تقریبا 70:15:15 بود. ساختار بهینه پرسپترون چندلایه (MLP) در الگوریتم لونبرگ- مارکوارت برای فشار جزیی دی اکسیدکربن با 20 نورون در اولین لایه پنهان و 10 نورون در لایه پنهان دوم ایجاد شده است. ضریب همبستگی 995/0 بین نتایج تجربی و محاسبات شبکه عصبی مصنوعی وجود دارد که سازگاری عالی بین آن ها را نشان می دهد. بهترین عملکرد اعتبارسنجی 0043497/0 از دوره 13 بود. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که مدل اعمال شده می تواند پیش بینی دقیقی از فشار جزیی و یا حلالیت برای شرایط مختلف عملیاتی ارایه دهد.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، حلالیت دی اکسیدکربن، آمین های مخلوط، تری اتانول آمین، پیپرازین
  • کاوه کلانتری*، الهام عسگری صفحات 98-109
    نانوکامپوزیت ZnO-ZnS به روش سل- ژل با پیش سازنده تیواوره سنتز شد. ویژگی های نانوکامپوزیت با ترفندهای XRD، SEM، FTIR و UV-Vis DRS ارزیابی شدند. نتایج آنالیزهای XRD و FTIR حضور ساختار بلورین ZnO و ZnS را در نانوکامپوزیت نشان دادند. آنالیز SEM، سنتز فتوکاتالیست را در ابعاد نانومتری تایید کرد. ساخت نانوکامپوزیت موجب افزایش بازده جذب نور در مقایسه با اکسید روی شد و باند گپ فتوکاتالیست ZnO-ZnS به eV 3 کاهش یافت. نانوکامپوزیت ZnO-ZnS برای تخریب فتوکاتالیستی رنگ آزو تحت تابش نور فرابنفش بررسی شد. میزان تخریب DR80 بعد از 60 دقیقه تابش نور به 76/98 درصد رسید که 40 درصد بیشتر از تخریب با نانوذرات ZnO است. کاهش باند گپ نانوکامپوزیت و انتقال بار مناسب در پیوند ناهمگون ایجاد شده باعث افزایش قابل توجه فعالیت فتوکاتالیستی سازوکاری برای عمل کرد نانوکامپوزیت ZnO-ZnS ارایه شد. پایداری نانوکامپوزیت بعد از 4 مرتبه استفاده مجدد ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: فتوکاتالیست، نانوکامپوزیت ZnO-ZnS، تخریب فتوکاتالیستی، رنگ آزو
  • مهدی کیهانپور*، مجید قاسمی، مهدی پوربگیان صفحات 110-123

    بحران انرژی و نگرانی های محیط زیستی در دهه های اخیر، چالش جدی زندگی بشری است. پیل سوختی به ویژه نوع اکسید جامد با توجه به ویژگی هایی ازجمله انعطاف سوختی، بازدهی مناسب و بی نیازی از فلزهای گران بها استقبال پیدا کرده است. با این حال، مشکلات سوخت هیدروژن مانند چگالی انرژی پایین فاز گاز، ذخیره سازی و قابلیت حمل دشوار، آمونیاک را به عنوان گزینه مناسب جای گزین سوخت مطرح کرده است. در این پژوهش، پیل سوختی اکسید جامد تمام متخلخل لوله ای با سوخت آمونیاک شبیه سازی و بررسی شده است. بر این اساس، معادلات بقای جرم، ممنتوم، انرژی، گونه ها و شار الکتریکی به صورت کد المان محدود تعریف، کوپل و حل شده است. نتایج نشان می دهد که وجود تخلخل الکترولیت باعث افزایش بازدهی پیل سوختی با سوخت آمونیاک می شود. هم چنین مشاهده شد که چگالی توان و جریان پیل سوختی با دمای کاری و سرعت جریان رابطه مستقیم و با تخلخل الکترودها رابطه عکس دارد.

    کلیدواژگان: پیل سوختی اکسید جامد، تخلخل، آمونیاک، شبیه سازی عددی
  • بیتا ولدیان، پیوند والهءشیدا* صفحات 124-136
    مطالعه حاضر، عملکرد جذب دی اکسیدکربن را در حضوراسید آمینه ال- آرژنین به عنوان بهبود دهنده در محلول آبی تری اتانول آمین  (TEA)در یک میکروراکتور بررسی می کند. برای بررسی آزمایشگاهی فرایند جذب، از محلول آبی (30+0 درصد وزنی)ARG-TEA  و مخلوط TEA و آرژنین در غلظت های (26+4 درصد وزنی) ARG-TEA، (22+8 درصد وزنی) و (18+ 12 درصد وزنی) تحت نرخ جریان حلال 3-9 میلی لیتر بر دقیقه و دبی گاز ورودی 120- 300 میلی لیتر بر دقیقه در دمای 45 درجه سلسیوس استفاده شد. عملکرد انتقال جرم براساس مقادیرتجربی ضریب کلی انتقال جرم حجمی برمبنای فاز گاز (KGaV)، بازده جذب (AE) و شار انتقال جرم حجمی (NAaV) ارزیابی شد. نتایج این بررسی نشان داد که در دبی متوسط مایع و گاز، با افزایش غلظت آرژنین در محلول آبی تا 12 درصد وزنی، مقادیر KGaV در محلول آبی حاوی 30 درصد وزنی TEA از مقدار 09/11 به 83/37 کیلومول بر متر مکعب ساعت کیلوپاسکال در محلول (18+12 درصد وزنی) ARG-TEA بهبود می یابد، به طوری که تحت این شرایط بازده جذب تا حدود 40 درصد افزایش یافت.
    کلیدواژگان: جذب، دی اکسیدکربن، تری اتانول آمین، ال- آرژنین، ضریب کلی انتقال جرم، میکروراکتور
  • صفحات 139-149
|
  • H. Abbasi, A. Hashemizadeh *, F. Navaie Pages 7-25

    The success of drilling hydrocarbon reservoirs is inextricably linked to the efficiency of the drilling fluid. Polymers and nanopolymers as effective additives have great potential to improve the properties of drilling fluids. However, the role of polymeric materials in this field is in its beginnings and had significant progress in recent years. The present study reviews the drilling fluids improved and modified by various polymers and nanopolymers. Also, the effects of new polymers, seawater-based and environmentally friendly polymer systems, cationic and anionic polymer systems, the role of surfactants and nanopolymers in improving the properties of drilling fluids are described and their technical and economic advantages are studied. This research reviews recent advances in the synthesis and applications of polymers and nanopolymers in drilling fluid systems while discussing the role of polymers in modifying rheological properties and controlling drilling fluid loss, mud cake thickness, filtration properties, and thermal stability. The most important findings of this review show that environmentally friendly polymer systems reduce costs by up to 30% and reduce the transport and disposal of drilling fluid waste. The use of cationic and anionic polymer systems neutralizes the rock charge and reduces its electrostatic interaction with water, which prevents water from penetrating the clay and can, like PHPA polymer, reduce the drilling problems of clay layers. As a biopolymer, terminalia mantaly (TM gum) and CMC are desirable additives to increase viscosity. Also, the ability to withstand high pressure and sealing of drilling fluids based on nanopolymers prevents pressure transfer and minimizes the interaction of fluids between the drilling bit and the formation, thus improving the stability of the oil and gas wells.

    Keywords: Improve drilling fluids, Polymers, Polymeric nanoparticles, Surfactants, Rheology, Fluid loss control
  • S. H. Zohdi *, S. Mansouri Pages 26-38
    In this paper, main effects and the interactions of operating conditions were investigated using response surface methodology and statistical analysis in the presence of Co/Al2O3 catalyst in a CSTR reactor. Analysis of variance demonstrated that the second-order polynomials adequately predicted the responses. The selectivity of CO2, CH4, and CO conversion increased by the decrement of syngas flow rate. Increasing the pressure to 22 bar led to the increasing of CO conversion and CO2 selectivity; indicating the promotion of the water-gas-shift reaction in these conditions. Rising syngas flow rate caused decreasing the CO conversion and increasing C5+ selectivity. Minimum CO2 selectivity was achieved at the syngas flow rate and pressure of 61.9 Nl/h and 15 bar, respectively. Multi-objective optimization showed that minimum CO2 selectivity (2%) and methane selectivity (16.4%), as well as maximum CO conversion (53.8 %) and C5+ selectivity (68.3%) obtained at the syngas flow rate and pressure of 47.8 Nl/h and 15 bar, respectively.
    Keywords: Modeling, Selectivity, Response Surface Methodology, Fischer Tropsch synthesis, Alumina, Cobalt
  • S. Habibi Nezhad, S. Ghaffari, R. Rezazadeh, A. Hajizadeh, M. Mehdi Afsahi * Pages 39-49

    One of the ore dressing steps in Gol Gohar Mining and Industrial Company is dewatering from slurry containing 60 weight percent of the iron concentrate. At present, this dewatering step is carrying out by a continuous strip filter, which is a kind of vacuum filter. At the present research the role of ionic and non-ionic surface activators in reducing the moisture, content of the iron ore particles, after filtration, has been investigated. Surface activators used were sodium dodecyl sulfate (SDS), polyethylene glycol 4000 (PEG4000), sodium dodecyl ether sulfate (SLES) and acetyl tri methyl ammonium bromide (CTAB). In this work amount of 30, 45, 60, 75 and 90 g/ton of the mentioned surfactants were added to the slurry. To evaluate effect of each surfactant, in addition to amount of filter cake humidity, other experiments including filtration kinetics, Zeta potential, contact angle measurement, and FTIR analysis on the samples were carried out. The results showed that SDS and SLES anionic surface activators have a significant effect on the reducing cake moisture. The best results obtained at 75 g /ton of the surfactants and the average moisture reduction in filter cake obtained about 2%. On the other hand, polyethylene glycol 4000 had a negligible effect, 0.5%, on the final cake humidity. The results from addition of acetyl tri methyl ammonium bromide (CTAB) showed that using this chemical reagent does not help to the slurry dehumidification.

    Keywords: Surfactant, Filtration cake, Moisture reduction, Iron ore concentrate
  • A. Zanganeh, H. R. Ghasempour *, M. K. Koohi, N. Karimi Pages 50-67

    In this study, a magnetic metal-organic framework functionalized with 8-aminoquinoline was synthesized to monitor and measure arsenic in rice and tuna samples consumed in the Iranian market. After identifying the nanoadsorbent by FT-IR, SEM, TEM, VSM, XRD, CHN, DLS, Zeta potential and BET methods, parameters affecting adsorption and desorption were optimized. Optimization of the extraction process was performed by the experimental design method based on a three levels Box-Behnken design. Then the desired method was validated and finally, the synthesized adsorbent was used to monitor and measure arsenic in rice and tuna samples consumed in the Iranian market. The optimal extraction conditions were: pH of the sample solution, 3.6; adsorption time, 12 minutes; nanoadsorbent dose, 16 mg; type and concentration of elution solvent, 0.06 M nitric acid; elution time, 8.5 minutes; eluent volume, 0.8 ml. Under the optimal conditions, the detection limit of the method was equal to 0.01 μg/l, and the method exhibited good accuracy in the analysis of the sample with the confirmed concentration. Under the optimal conditions, the desired method was evaluated in order to monitor and measure arsenic in rice and tuna samples available in the Iranian market, and very good results were obtained.The most important advantages of the present method are its simplicity, easiness, time saving and high accuracy.

    Keywords: Magnetic metal-organic framework, Rice, canned tuna samples, ARSENIC, Functionalization, monitoring
  • A. Redaei *, H. Izadi Vasfi, M. Shahbazi Pages 68-77
    Emulsifying porous polymers have many pharmaceutical and industrial applications and are considered as new materials for separation. In this research, first the emulsion synthesis of poly (styrene-di vinylbenzene) was performed and then the effect of increasing the functional group of sodium styrene sulfonic acid on the hydrophilicity of the emulsion porous polymer poly (styrene-divinylbenzene) was investigated. Scanning Electron Microscope to study surface morphology and determine the size distribution of surface cavities and Energy Dispersive X-ray analysis test to investigate the presence of sulfur and sodium atoms in the surface of functionalized porous polymer and contact angle measuring device with Coupled-Camera Devise(CCD) and with software for measuring the contact angle of droplet contact with the surface to evaluate the hydrophilicity of the surface of polymerized emulsion polymer poly (styrene-divinylbenzene) were used. Increasing sodium styrene sulfonic acid has no effect on the shape and size of the cavities formed, but the hydrophilicity of the samples increased with increasing sulfone factor in the aqueous phase and the appropriate percentage of sodium styrene sulfonic acid in the aqueous phase was about 2%. With an increase of more than 2%, a slight increase in the hydrophilicity of the surface of the emulsion porous polymer poly (styrene-divinylbenzene) was activated and the graph became almost flat with slope changes insignificant.
    Keywords: porous polymers, emulsion polymer, Poly (Styrene-Divinylbenzene), sodium styrene sulfonic acid, sulfone functional group
  • Z. Khoshraftar, A. Ghaemi * Pages 78-97
    In this study, we developed artificial neural network-based model for prediction of equilibrium solubility of carbon dioxide in the amine solvent system of (triethanolamine + piperazine + water) for the purpose of carbon dioxide uptake. In the MLP model, the solubility data (CO2 loading in the amine solution) were investigated as functions of CO2 partial pressure, system temperature, and amine composition. The Levenberg–Marquardt back-propagation (LMP) algorithm was used to predict the partial pressure of carbon dioxide. The final ratio of training, validation, and test datasets was approximately 70:15:15. The optimum multilayer perceptron (MLP) structure in Levenberg-Marquardt algorithm for CO2 partial pressure is created with 20 neurons in the first hidden layer and 10 neurons in the second hidden layer. There was a 0.99546 correlation coefficient between the experimental results and the artificial neural network (ANN) calculations, demonstrating excellent compatibility between them. The best validation performance was 0.0043497 from epoch 13. In general, the results show that the applied model can provide an accurate prediction of partial pressure or solubility for different operating conditions.
    Keywords: Artificial Neural Network, Solubility of carbon dioxide, Blended amines, Triethanolamine, Piperazine
  • K. Kalantari *, E. Asgari Pages 98-109
    ZnO-ZnS nanocomposite was synthesized by sol-gel method with thiourea precursor. Nanocomposite properties were evaluated by XRD, SEM, FTIR and UV-vis DRS. XRD and FTIR results confirmed the presence of the crystalline structure of ZnO and ZnS in the nanocomposite. SEM analysis confirmed the synthesis of photocatalyst in nanometer dimensions. The fabrication of nanocomposite increased the light absorption efficiency compared to pure ZnO and the band gap ofZnO-ZnS photocatalyst decreased to 3 eV. ZnO-ZnS nanocomposite was investigated for the photocatalytic degradation of direct red 80 (DR80) under ultraviolet light irradiation. The DR80 degradation reached 98.76% after 60 minutes irradiation, which is 40% higher than that of ZnO nanoparticles. Reducing the band gap of nanocomposite and proper charge transfer in the created heterojunction caused a significant increase in the photocatalytic activity. A mechanism for the ZnO-ZnS nanocomposite performance was presented. Stability of nanocomposite was evaluated after 4 times of recycling.
    Keywords: photocatalyst, ZnO-ZnS nanocomposite, Photocatalytic degradation, DR 80
  • M. Keyhanpour *, M. Ghasemi, M. Pourbagian Pages 110-123

    The energy crisis and environmental concerns in recent decades are a serious challenge to human life. The fuel cell, especially the solid oxide type, has been welcomed due to its features such as fuel flexibility, good efficiency and no need for precious metals. However, the problems of hydrogen fuel, such as the low energy density of the gas phase, difficult storage and portability, have suggested ammonia as a suitable alternative fuel. In this research, tubular all porous solid oxide fuel cell ammonia fueled has been simulated and investigated. Therefore, the equations of conservation of mass, momentum, energy, species and electric flux are defined, coupled and solved in the form of finite element code. The results show that the presence of electrolyte porosity increases the efficiency of fuel cell ammonia fueled. It was also observed that the power and current density of the fuel cell have a direct relation with the operation temperature and flow rate and an inverse relation with the porosity of the electrodes.

    Keywords: solid oxide fuel cell, porosity, Ammonia, numerical simulation
  • B. Valadian, Peyvand Valeh-E-Sheyda * Pages 124-136
    The present study investigates the performance of CO2 absorption in the presence of amino acid L-arginine (ARG) as a promoter in an aqueous solution of triethanolamine (TEA) in a micro-reactor. In order to experimentally evaluate the absorption process, the aqueous solution of 30% TEA and a mixture of TEA and arginine were used in four concentrations of ARG-TEA (0+30 wt%), (4+26 wt%), (8+22 wt%), and (12+18 wt%) under the solvent flow rate of 3-9 ml/min and the inlet gas flow rate of 120-300 ml/min at the temperature of 45 ℃. The experimental mass transfer performance was evaluated in terms of the overall volumetric gas-phase mass transfer coefficient (KGaV), absorption efficiency (AE), and volumetric mass transfer flux (NAaV). The results of this investigation illustrated that in the medium flow rate of solvent and gas, by increasing the arginine concentration in the aqueous solution (30 %wt TEA) up to 12 wt% in the TEA+ARG (12+18%wt), the values of KGaV increased from 11.09 to 83.37 kmol/m3 kPah so that the absorption efficiency improves up to about 40%.
    Keywords: Carbon dioxide, arginine, Triethanolamine, Overall mass transfer coefficient, Micro-reactor
  • Pages 139-149