یکی از روش های مناسب برای حذف رنگ های موجود در آب ها و پساب ها استفاده از کربن فعال جهت جذب آنها می باشد. در این روش کربن فعال را از زغال حاصل از سوزاندن لاستیک های فرسوده تهیه کرده و با استفاده از اسید هیدروکلریک و هیدروکسید سدیم آماده سازی جاذب، انجام داده شد و برای جذب رنگ های بنفش کریستال و مالاشیت سبز در محلول های ابی به کار برده شد. تأثیر پارامترهای مختلف محیطی همچون سایز و مقدار جاذب، غلظت اولیه رنگ، ph و زمان رسیدن به تعادل در شرایط batch بررسی گردید.داده ها از نظر سینتیکی با معادله درجه دوم سینتیک مطابقت داشتند و داده ها ی ایزوترمی نیز بوسیله معادلات لانگ مایر و فرندلیچ به خوبی شرح داده شد. نتایج نشان می دهد که زغال لاستیک فرسوده می تواند به عنوان منبع مناسبی برای تهیه جاذب کربن فعال باشد که از آن برای حذف بسیاری از رنگ های پایه در محلول های ابی می توان استفاده کرد. این روش ارزانتر از دیگر روش ها برای تهیه کربن فعال است.

در این پروژه شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی میکروراکتور پرشده مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی بر روی دو مورد مطالعاتی صورت پذیرفته است. مورد مطالعاتی اول،بررسی واکنش تولید هیدروژن از متان می باشد که در این قسمت به بررسی پارامترهایی چون سینتیک واکنش، دما و نسبت آب به متان در جریان خوراک می باشد. در شبیه سازی مربوط به سینتیک واکنش، سه سینتیک مورد بررسی قرار گرفته است به طوری که یکبار اثر آب حذف گردیده ویکبار اثر آب و هیدروژن حذف گردیده و در حالت سوم اثر تمامی اجزاء در نظر گرفته شده است. پارامتر دما و نسبت آب به متان در خوراک نیز در سه حالت مورد بررسی قرار گرفته به طوری که با افزایش دما میزان بازده افزایش می یابد و با افزایش نسبت آب به متان در خوراک میزان بازده به مقدار اندکی افزایش می یابد. مورد مطالعاتی دوم شامل شبیه سازی فرایند جذب سطحی می باشد. فرایند جذب دینامیک تک جزئی دو جریان گازی شامل دی اکسید کربن-هلیم و متان-هلیم مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل جذب تعادلی لانگمیر به منظور بیان تعادل میان فاز گاز و فاز جامد در محاسبات مورد استفاده قرار گرفته است و نتایج شبیه سازی در قالب منحنی عبور شکست ارائه گردیده است. واکنش تولید هیدروژن و فرایند جذب سطحی در قالب ترم منبع به معادله بقاء اجزاء اضافه شده است. حل معادلات بقاء با استفاده از روش حجم محدود و به کمک نرم افزار fluent 6.2 انجام گردیده است. انجام مراحل مربوط به تولید هندسه و شبکه بندی آن به کمک نرف افزار gambit 2.0 انجام شده است.شبیه سازی مورد مطالعاتی اول در فضای سه بعدی و شبیه سازی مورد مطالعاتی دوم در فضای دو بعدی صورت پذیرفته است. در پایان با توجه به نتایج بدست آمده از شبیه سازی می توان به این نکته اشاره نمود که دینامیک سیالات محاسباتی توانایی بالایی در شبیه سازی فرایند های مختلف درون میکرو راکتورهای پر شده را دارا می باشد.

پروژه حاضر به منظور بررسی اثر بالقوه جاذب طبیعی سورگوم (sorghum) به عنوان یک جاذب ارزان قیمت در حذف رنگزاهای آلی اریتروزین و متیلن بلو از محلول های آبی که موجب بروز بیماری ها و صدمات جبران ناپذیری به چرخه محیط زیست و انسان ها می شود انجام گرفته است. این پژوهش کاربردی در مقیاس آزمایشگاهی و در سیستم نا پیوسته انجام گرفته است. در قسمت اول این پروژه، از جاذب سورگوم برای حذف رنگزای آلی اریتروزین استفاده شده است. این جاذب با توجه به برتری هایی همچون جداسازی آسان، کارایی بالا و قیمت پایین برای مطالعه انتخاب شده است. در کار حاضر اثرات زمان تماس، مقدار جاذب، ph، اندازه ذرات جاذب، دما و دور همزن مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت دوم این پروژه، از جاذب سورگوم برای حذف رنگزای متیلن بلو استفاده شده است. ph بهینه برای هر دو رنگ ph=6 (که ph خود محلول است) مورد استفاده قرار گرفت.در بررسی اثر زمان مشخص شد که میزان جذب اریتروزین با گذشت زمان تا 30 دقیقه و برای متیلن بلو تا 15 دقیقه افزایش می یابد ولی بعد از آن بدون تغییر باقی می ماند. در بررسی مقدار گرم ماده جاذب مشخص شد که با افزایش مقدار گرم جاذب تا g 3/0 و 2/0 به ترتیب برای اریتروزین و متیلن بلو درصد حذف افزایش می یابد و پس از آن ثابت است. با مطالعه اثر غلظت اولیه مشخص گردید که با افزایش غلظت اولیه آلاینده در محیط میزان گرم بیشتری از ماده جاذب برای جذب آن آلاینده به سطح بیشتری برای جذب نیاز است. در بررسی اثر اندازه ذرات جاذب مشخص شد که هر چه اندازه ذرات کوچکتر باشد درصد حذف رنگ نیز بیشتر می شود. بهترین دما برای جذب رنگ دمای محیط (?25) و سرعت بهینه اختلاط 300 rpm محاسبه شد.داده های بدست آمده از آزمایشات با مدل های جذب لانگمویر، فرندلیچ و تمکین مورد بررسی قرار گرفتند. داده های مربوط به مدل لانگمویر بیشترین هماهنگی را نشان دادند.حداکثر ظرفیت جذب برای جاذب سورگوم در حذف رنگ اریتروزین 17.785میلی گرم بر گرم و در حذف رنگ متیلن بلو 100 میلی گرم بر گرم بدست آمد. در بررسی های سینتیکی مشخص شد که که داده های جذب مربوط به جاذب سورگوم برای هر دو رنگ با سینتیک درجه دوم مطابقت بیشتری نشان دادند.

در قسمت اول این پروژه، از روش میکرو استخراج مایع- مایع پخشی بر پایه ی مایعات یونی برای استخراج و پیش تغلیظ مقادیر بسیار کم کاتیون های مس، روی، نیکل و کبالت در نمونه های آبی، پیش ازاندازه گیری آن ها با تکنیک اسپکترومتر نشر نوری- پلاسمای جفت شده القایی استفاده شده است. به منظور تبدیل کاتیون های ذکر شده در بالا به گونه های هیدروفوب از لیگاند 4-متیل-n´,n- دی سالسیلیدن-1و2-فنیلندیآمین استفاده شد. پارامتر های موثر بر استخراج از قبیل ph، غلظت لیگاند، حجم حلال استخراج کننده، نوع و حجم حلال پخش کننده، زمان استخراج، سرعت سانتریفیوژ، اثر نمک و یون های مزاحم بررسی و بهینه شدند. تحت شرایط بهینه، حد تشخیص های 0/57، 0/84، 1/39و 1/47 میکروگرم بر لیتر و محدوده خطی 200-2، 200-3، 250-5 و 300-5 میکروگرم بر لیتر به ترتیب برای کاتیون های مس، روی، نیکل و کبالت بدست آمد. در این روش فاکتور تغلیظ 83 تنها با پیش تغلیظ 10 میلی لیتر نمونه حاصل شد. در قسمت دوم این پروژه‏، یک جاذب استخراج فاز جامد جدید برای جداسازی و پیش تغلیظ یون های مس، روی، سرب، کادمیوم و منگنز پیش از اندازه گیری آن ها به روش اسپکتروفتومتر جذب اتمی شعله ای استفاده شد. این جاذب با استفاده از نانو ذرات سیلیکا ی به طور شیمیایی اصلاح شده با گروه های آمینی تهیه شد. پارامتر های موثر بر استخراج از قبیل مقدار جاذب، ph، نوع، غلظت و حجم حلال شوینده، سرعت جریان محلول نمونه و حلال شوینده بررسی و بهینه شدند. مقدار ph بهینه برای جداسازی یون های فلزی بهطور همزمان بر سطح جاذب 7 بود و یون های فلزی بهطور کامل با استفاده از 5/2 میلی لیتر نیتریک اسید 2 مولار شسته شدند. اغلب یون های مزاحم، مزاحمتی برای جداسازی و اندازه گیری یون های فلزی مورد نظر نداشتند. انحراف استاندارد نسبی و حد تشخیص روش به ترتیب برابر1/85، 3/28، 2/05، 1/63، 2/54 و 1/45، 1/48، 3/99، 1/46، 0/57 میکروگرم بر لیتر برای کاتیون های مس، روی، سرب، کادمیوم و منگنز بدست آمد. محدوده خطی 280-5، 100-5، 700-14، 105-5 و 200-2 میکروگرم بر لیتر به ترتیب برای کاتیون های بالا بدست آمد.