تحضير وتوصيف جسيمات الكاربون النانوية من المخلفات النفطية لتطبيقات المتراكبات النانوية البوليمرية

الباحث

رسل محمد درويش

المشرف

بلقيس محمد ضياء - هناء جواد كاظم

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم العلوم التطبيقية / تقانات المواد

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Carbon Nanoparticles; Oil Wastes; Polymer Nanocomposites; Characterization

إن أعادة التدوير للمخلفات لتحضير مواد نانوية ذات تطبيقات واسعة تعزز التنمية المستدامة وتحمي البيئة. يتضمن هذا العمل المقارنة بين طريقتين للموجات الفوق الصوتية لتحضير وتوصيف حبيبات الكربون النانوية من المخلفات النفطية الناتجة عن الاحتراق غير الكامل للمركبات الهيدروكربونية أثناء تكرير النفط الخام والتي تتكدس على المعدات ( وبالتالي تتم ازالتها اسبوعيا"). حيث تم جمع هذه المخلفات من مصفى الدورة ثم تم تحويلها الى احجام نانوية بعد عدة عمليات (غربلة, غسل بالمذيب,تجفيف, حرق بمعزل عن الاوكسجين, طحن ثم تكسير بالامواج فوق الصوتية بطريقتين المباشرة وغير المباشرة ). اضهرت نتائج EDX -SEM أن نسبة الكاربون في المواد الخام تزداد بعد الاحتراق من 928.49 و 0 ” إلى 791.59 و94.47 كما ان طريقة Gla gall فوق الصوتية المباشرة تتفوق على الطريقة غير المباشرة لتصنيع Cus CNPs تتطلب وقتا Jil واستنادا الى فحص الحجم الحبيبي, تم الحصول على جسيمات نانوية بأقطار حبيبية 37 و 86 نانومتر للمجموعتين على التوالي, كما أثبت جهد زيتا ان CNPs الناتجة مستقرة تماما. بعدها يتم دمج ال9و0212) الناتجة مع بوليمر البولي امايد call) تم تحضيره بطريقة البلمرة التكثيفية) بطريقة بلمرة الموقع لانتاج مركب بولي امايد نانوي كاربوني وتم اختباره بواسطة FTIR ¢ و 12500آ. تم خلط المتراكب الناتج مع بوليمر PVA للحصول على خليط متراكب يستخدم كطلاء لحماية HUY) النفطية الظاهرية أوالمدفونة الناقلة للمنتجات النفطية من مشاكل التآأكل بطريقة الرش, تم اجراء الاختبارات اللازمة للطلاء المحضر مثل المجهر الالكتروني الماسح, اختبار تافل, جهد الدائرة المفتوحة, قوة الالتصاق واثبتت النتائج نجاح الطلاء بمقاومته للتاكل وقوة التصاقه بالمعدن خصوصا بعد التدعيم بالكاربون النانوي. أيضا استخدم المتراكب اعلاه لتحضير فلتر الألياف النانوية بتقنية الغزل الكهربائي ، تم إجراء العديد من الاختبارات Ly في ذلك ) (AFM ،FTIR ،SEM-EDX وفقا لبيانات SEM ، تم إنتاج ألياف نانوية ناعمة ومتجانسة بقطر تقريبي يبلغ 350 نانومتر ، وتم ملاحظة تشكيل تراكيب مسامية مفتوحة باستخدام تقنية الغزل الكهربائي ، يبلغ قطر غالبية المسام حوالي 100 نانومتر ، بينما يبلغ قطر الأقلية AS) من 0 نانومتر ولكن أقل من 2500 نانومتر. تقل المسامات الناشئة بين ليف واخر بزيادة نسبة الكاربون النانوي بسبب نقصان قطر الليف ¢ وتزداد اقطار الالياف في اكبر نسبة من الكاربون النانوي وتزداد معها قطر المسامات , كما ان نتائج (FTIR) توضح أن هناك Mel فيزيائيا بين الألياف البوليمرية و و حيث يوجد انخفاض في شدة الأشعة تحت الحمراء بعد إضافة و02172.

Recycling to create valuable nanomaterials promotes sustainable development and safeguards the environment. In this study, two sonication methods for creating carbon nanoparticles from oil waste result from the incomplete burning during crude oil refining which accumulate on equipment’s (accordingly it is removed weekly) — are compared. The raw materials were gathered from Al-Dura refinery, sieving, burned at 1050 in the furnace of atmosphere that was both vacuumed and inert, crushed by mortar and washed by solvent, then use direct crushing (sonication by probe) and indirect ultrasonic (bath sonication) processes. The results of EDX _ SEM showed that after burning, the proportion of carbon increased from 28.49%, 36.30 %to 91.59 %, and 94.47 % sequentially. Also, the direct ultrasonic method is superior to the indirect for manufacturing CNPs, which requires less time and produces nanoparticles with an average granular size of 86.6 nm and 37 nm for the group 1 and 2, respectively. Zeta potential data proved the resulting CNPs are quite stable. Then CNPs are dispersed through readily available monomers by the in-situ polymerization, to produce a polyamide Nano carbon composite, that tested by FTIR, and DSC. The resulting carbon nanocomposites are blended with polyvinyl alcohol and obtain a solution defect-free with uniform coverage and a more robust blend and used as spray coating on Carbon steel substrate of pipe material to protect from corrosion. Investigations include the Tafel test, open circuit potential, adhesion test, SEM, and optical microscope for coating layer. According to the results, the metal has to resist corrosion highly enhancement, high passivation, and superior adhesion properties, which means the component of coating layers give good interactions simultaneously. Also, the blend solution was used to prepare a Nanofiber filter by Electrospinning technique, several tests were conducted including (SEM-EDX, FTIR, and AFM). According to the SEM data, smooth and homogeneous nanofibers with an approximate diameter of 350 nm, open porosity morphology were produced and according to AFM data, most pores have a diameter of around 100 nm, in comparison, minority has a diameter of more than 100 nm but less than 2500 nm. The (FTIR) data demonstrate that there is a physical interaction between the polymeric fibers and the added CNPs since there is a drop in the intensity of infrared radiation after the addition CNPs. The filter was also used to separate oil from water, the characterization of the water/oil mixture was tested before filtration process and the characterization of water after filtration it close up the normal water properties also hydrophilicity property is found to rise. Also, the contact angle reduces with increasing CNPs ratios going from 72o for pure Nanofilter to 44o for filter with 0.3 percentage of CNPs. As well as, the filter used also for capturing gases from the exhaust system of cars and characterizing them by gas analyzer, we found Nano filter can capture different gases (HC, CO, CO2,.) from emitted to the atmosphere and the rate of emission decrease with increasing CNPs percentage

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب