بررسي اثر همزمان نانوذرات و سورفكتنت بر پايداري غشاي مايع امولسيوني به‌منظور جداسازي اورانيوم و فلزات نادر خاكي گادولينيم و نئوديميم

دكتري

هدف از انجام اين رساله بررسي اثر هم¬زمان نانوذرات و سورفكتنت بر پايداري غشاي مايع امولسيوني به‌منظور جداسازي اورانيوم و فلزات نادر خاكي گادولينيم و نئوديميم بوده است. براي اين منظور، آزمايش‌ها در شش بخش كلي صورت گرفت. در بخش اول، عملكرد غشاي مايع امولسيوني به‌منظور استخراج گادولينيم از محلول‌هاي آبي اسيدي توسط حامل D2EHPA موردبررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در شرايط بهينه، 99% از Gd(III) در مدت‌زمان 10 دقيقه استخراج گرديد و به‌طور هم¬زمان 79% از Gd(III) به فاز داخلي دفع گرديد. در بخش دوم، استخراج گادولينيم در حضور و عدم حضور نانولوله‌هاي كربني چند ديواره با حامل CYANEX 272 موردبررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد تحت شرايط بهينه، ميزان پيش‌بيني‌شده درصد استخراج Gd(III) برابر با 05/92% حاصل شد. همچنين نتايج نشان داد كه حضور نانولوله¬هاي كربني باعث كاهش تورم و شكست غشا به ترتيب به ميزان 8/45% و 9/62% شد. در شرايط بهينه، حضور نانوذرات منجر به بهبود ضريب كلي انتقال جرم به ميزان 97% گرديد. در بخش سوم، استخراج نئوديميم در حضور و عدم حضور نانولوله¬هاي كربني توسط حامل CYANEX 272 بررسي گرديد. تحت شرايط عملياتي بهينه، مقدار درصد استخراج پيش‌بيني‌شده براي Nd(III)، 03/99% به دست آمد. در بخش چهارم، از عامل استخراج‌كننده جديد CYANEX 572 به‌منظور استخراج گزينشي و غني‌سازي Gd(III) و Nd(III) استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه تحت شرايط بهينه، بيشترين درصد استخراج Gd(III) (45/67%)، كمترين درصد استخراج Nd(III) (98/28%) و بالاترين فاكتور جداسازي (78/3( حاصل مي‌شود. بازده عريان سازي و غني سازي به ترتيب 04/89% و 01/12 براي Gd(III) و 45/19% و 13/1 براي Nd(III) حاصل گرديد. در بخش پنجم، جداسازي اورانيوم از مخلوط گادولينيم و نئوديميم با استفاده از حامل Cyanex 572 و با طراحي آزمايش¬ها به روش تاگوچي بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه مي‌توان اورانيوم را به‌طور كامل از مخلوط گادولينيم و نئوديميم جداسازي نمود و مقادير فاكتور جداسازي اورانيوم نسبت به گادولينيم و نئوديميم به ترتيب 72/78 و 36/76 به دست آمد. در بخش نهايي، تأثير حضور هم¬زمان نانولوله¬هاي كربني و سورفكتنت بر اندازه قطرات امولسيون در سامانه غشاي مايع امولسيوني مورد بررسي قرار گرفت. حضور هم¬زمان نانولوله‌هاي كربني و سورفكتنت به‌طور متوسط باعث 66% كاهش در قطر ميانگين قطرات امولسيون گرديد. غلظت سورفكتنت و نانوذرات به‌عنوان پارامترهاي مستقل در رابطه جهت پيش‌بيني اندازه قطرات اعمال گرديد.

191826

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حسين ابوالقاسمي

مهندسي شيمي

دكتر احمد رهبر كليشمي-دكتر سيد جابر صفدري