Skip to main content
SUPERVISOR
Youseff Ghayeb,Ezat Keshavarzi
یوسف غایب (استاد راهنما) عزت کشاورزی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sara Gharangian
سارا قارنگیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

The Imbibition of some Electrolyte and Nonelectrolyte Fluids into Glassy Micro and Nano Channels
Imbibitions into micro and nano channels are very important because of their uses in separation of different component. It is well known that liquids rising into micro and nano channels are different essentially from that of macro channels and these differences affect their applicability. Liquid rising in macro channels obeys from the Laplace equation and depends on some factors such as liquid-vapor surface tension, contact angle of liquid with capillary tube wall and capillary tube radius but in micro and nano channels, liquid rising do not obey the Laplace equation and depends on liquid viscosity and slipping length in addition to the aforementioned factors. In fact in evaluating the liquid rising in micro and nano channels, the weight force can be omitted but viscosity force cannot be omitted and so the equation which can delineate the liquid rises in such channels is Locus-Washburn equation. In this study, two kind of electrolyte solution consist of Zinc Chloride and Sodium Chlorate, and non-electrolyte consist of n-butane, isobutene, tertio butane, n-heptanes and n-propane were used in order to investigate the imbibitions speed in micro channels. The influence of factors such as micro tube length and diameter, ionic concentration and strength in electrolyte solution, and micro tube length and diameter and strict interaction in non-electrolyte solution were studied and the influence of strict interaction of liquid molecules on imbibitions speed were computed and described. According to the experimental results, it was shown that micro tube length has no effect on imbibitions speed in liquids in micro tubes but increasing the micro tube diameter decrease imbibitions speed. On the other side, increasing the liquid concentration increases the imbibitions speed. Liquid with higher ionic strength, have more tendency to imbibe in micro channels and also have higher imbibitions speed. In addition, the more carbon content in compound, or the longer carbon chain, will result in decrease in imbibe speed in micro channels. In nano channels it was shown that the more carbon content in compound, or the longer carbon chain, will result in decrease in imbibe speed.
نفوذ مایعات در کانال های میکرو و نانو از اهمیت ویژه ای برخوردار است چراکه از این فرآیند می توان در کنترل و جداسازی ترکیبات و مولکول های مختلف استفاده کرد. در مطالعه و بررسی این گونه سیستم ها توجه به این نکته ضروری است که صعود مایعات در کانال های میکرو و نانو اساساً با کانال های ماکروسکوپی متفاوت است و این تفاوت تأثیر بسزایی در کاربرد این سیستم ها دارد. نفوذ سیالات در کانال های ماکروسکوپی از معادله لاپلاس پیروی کرده و به عواملی چون کشش سطحی سیال، زاویه تماس سیال با دیواره ی لوله مویین و همچنین شعاع لوله بستگی دارد اما نفوذ سیالات در میکرو و نانو کانال ها از معادله ی لاپلاس پیروی نمی کند وعوامل دیگری چون ویسکوزیته سیال و طول لغزش علاوه بر عوامل ذکر شده ی قبلی در این امر دخیل هستند. در واقع در بررسی نفوذ سیالات در میکرو و نانوکانال ها نیروی وزن قابل صرفنظر بوده ولی از نیروی ویسکوزیته نمی توان صرفنظر کرد که نهایتاً معادله ای که می تواند رفتار سیالات در این نوع کانال ها توصیف کند به معادله ی لوکاس واشبرن معروف است. در این تحقیــق،از دو نوع محلول الکترولیت شامل روی کلرید و سدیم کلرات، و غیرالکترولیت شامل n- بوتانول، ایزوبوتانول، ترشیو بوتانول، -nهپتانول و -nپروپانول، به منظور بررسی سرعت نفوذ در کانال های میکرو استفاده شد. تأثیر عوامل مختلفی چون قطر میکرولوله، غلظت و قدرت یونی محلول در محلول های الکترولیت، و قطر میکرولوله و ازدحام فضایی مولکول های سیال در محلول های غیر الکترولیت، بر سرعت نفوذ سیال مطالعه شد. با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایشات مشخص شد که طول میکرولوله بر سرعت نفوذ سیال در درون میکروکانال ها بی تأثیر می باشد ولی با افزایش قطر لولـــه موئین، سرعت نفوذ کاهش می یابد. از طرف دیگر هر چه محلول غلیظ تر باشد سرعت نفوذ زیادتر از حالتی است که محلول رقیق باشد. سیالات دارای قدرت یونی بیشتر تمایل بیشتری به نفوذ در درون میکرو کانال ها داشته و سرعت نفوذ آن از محلولی که دارای یون های با بار کمتر است، بیشتر خواهد بود. هم چنین هر چه تعداد کربن های موجود در ترکیب بیشتر باشد، یا طول زنجیر کربنی بلندتر شود، سرعت نفوذ در میکرو کانال ها کاهش می یابد. در بررسی سرعت نفوذ در نانو کانال ها فقط سیالات غیرالکترولیت نام برده مورد مطالعه قرار گرفت و اثر ازدحام فضایی مولکول های سیالات بر سرعت نفوذ، درآن ها، محاسبه شد. با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایشات نانو کانال مشخص شد که هر چه مولکول های سیال دارای ازدحام فضایی بیشتری باشند یا تعداد کربن های موجود در ترکیب بیشتر و طول زنجیر کربنی بلند تر باشد سرعت نفوذ در نانو کانال ها کاهش می یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی