Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Moheb
احمد محب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Reza Heidari
علیرضا حیدری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Today Electrodeionization (EDI) technology widely used for producing ultrapure water for various applications in the nuclear, pharmaceutical, electronics and semiconductor parts, aerospace, laboratories, and chemical industries. Also it utilized for ion separation in low concentration solutions. Accordingly, Wafer Enhanced-Electrodeionization (WE-EDI) is an improved technology which immobilizes resins into wafers allowing for a significant expansion in its applications in various processes especially for ultrapure water production and ion selective removal by eliminating some of the disadvantages and problems due to a decrease in internal and external channeling and leakage. In this study, investigating and comparing of five innovative methods of Ion exchange resin wafers manufacturing by using sodium alginate as a natural polymer and characterization of them such as production process, porosity, water content, ion exchange capacity and, etc has been done. In this context, five methods including floating alginate tablets in calcium solution, floating alginate tablets consisting insoluble calcium salt in the water, increasing alginate suspension viscosity by dilute calcium solution and framing, increasing alginate/gelatin suspension viscosity and framing by temperature change and framing alginate suspension and increasing viscosity by partial drying have been studied and finally the framing alginate suspension and increasing viscosity by partial drying is chosen as optimum production process. So this wafers has been characterized. Wafers produced by optimum method in compare with typical resin wafers which mainly used synthetic polymers like polyethylene as a resin binder substrate, have increased average of ion exchange capacity more than 13.2 percent and maximum of ion exchange capacity more than 75.8 percent. Also by porosity between 60 to 90 percent, these wafers could increase porosity average about 40 percent that it, in turn, is a significant improvement in wafers characteristics. In addition to ease of making, time and operation costs of optimum production method was less than others. These wafers show the desirable stability, flexibility, mechanical strength and chemical and absorption properties. Key words Electrodeionization (EDI), Ion selective removal, Resin wafer, Sodium alginate.
فناوری الکترودیونیزاسیون امروزه بطور گسترده ای برای تولید آب فوق خالص جهت کاربردهای مختلفی در صنعت هسته ‌ ای، صنعت داروسازی ، صنعت الکترونیک و قطعات نیمه رسانا، صنعت هوافضا، صنایع شیمیایی و آزمایشگاهی، همچنین برای جداسازی یون ها در محلول های بسیار رقیق بکار گرفته می شود. استفاده از ویفرهای رزینی در سامانه های الکترودیونیزاسیون که رزین ها را در یک بستر ثابت نگه می دارد، به دلیل کاستن پدیده ی کانال زنی داخلی و خارجی و ممانعت از نشت یون ها، با بر طرف نمودن برخی معایب و مشکلات سامانه های الکترودیونیزاسیون، موجب گسترش طیف کاربردهای آن در فرآیندهای مختلف بویژه در تولید آب فوق خالص و حذف انتخابی یون ها از محلول های بسیار رقیق گردیده است. در پژوهش حاضر، به بررسی و مقایسه ی پنج روش ابداعی ساخت ویفرهای رزینی تبادلگر یونی با استفاده از پلیمر طبیعی سدیم آلژینات و مشخصه یابی آن ها از جمله سهولت در فرآیند ساخت، تخلخل، تورم ناشی از آبپوشی،ظرفیت تبادل یون و... پرداخته شده است. در این راستا روش های غوطه ور سازی قرص آلژیناتی در محلول کلسیم، غوطه ور سازی قرص آلژیناتی شامل نمک نامحلول در آب، افزایش لزجت سوسپانسیون آلژینات با محلول رقیق کلسیم و قالب گیری، افزایش لزجت سوسپانسیون آلژینات و ژلاتین و قالب گیری با تغییر دما و قالب گیری سوسپانسیون آلژینات و افزایش لزجت با فرآیند آبگیری بررسی و در نهایت روش قالب گیری سوسپانسیون آلژینات و افزایش لزجت با فرآیند آبگیری به عنوان روش ساخت بهینه انتخاب شده و سپس مشخصه یابی ویفرهای ساخته شده با این روش انجام گردیده است. ویفرهای ساخته شده با فرآیند بهینه در این پژوهش در مقایسه با ویفرهای رزینی مرسوم که عمدتا از پلیمرهای مصنوعی مانند پلی اتیلن به عنوان نگهدارنده ی رزین ها استفاده می کنند، افزایشی بیش از 2/13 درصد در میانگین ظرفیت تبادل یون ویفرها ایجاد کرده است که این افزایش در بیشینه ظرفیت تبادل یون به 8/75 درصد نیز می رسد. همچنین ویفرهای مذکور با داشتن تخلخلی بین 60 تا 90 درصد توانسته اند افزایشی حدود 40 درصد در تخلخل ایجاد نمایند که به نوبه ی خود بهبود چشمگیری در خواص ویفرها به حساب می آید. روش ساخت بهینه ی ویفرها علاوه بر برخورداری از سهولت لازم در فرآیند ساخت، زمان و هزینه ی عملیاتی کمتر و سرعت بیشتری نسبت به سایر روش ها داشته و ویفرهای ساخته شده با این روش پایداری، انعطاف پذیری، استحکام مکانیکی و خواص شیمیایی و جذبی مطلوبی از خود نشان می دهند. کلمات کلیدی: الکترودیونیزاسیون(EDI)، حذف انتخابی یون ها، ویفر رزینی، آلژینات سدیم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی