نام پژوهشگر: فاطمه عبدانی
فاطمه عبدانی کیقباد شمس
اخیراً آلودگی آب¬ها توسط فلزات سنگین به یک مشکل جدی زیست¬محیطی تبدیل شده و بطور گسترده مورد بحث قرار گرفته است. یکی از روش¬های نوید¬بخش برای جداسازی یون های فلزی از محلول¬های آبی، غشاء مایع امولسیونی می¬باشد. تکنولوژی غشاء مایع به دلیل انتخاب¬پذیری بالا، هزینه و صرف انرژی کم در فرآیند، تاکنون بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق، قابلیت غشاء مایع امولسیونی برای استخراج و غنی¬سازی فلز هافنیم از محلول آبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. این فلز دارای مقاومت تشعشعی و مقاومت خوردگی بالایی می¬باشد و در میله¬های کنترلی راکتورهای هسته¬ای استفاده می¬شود. کاربرد دیگر این فلز در آلیاژهایی با سایر فلزات نسوز مانند تنگستن، نیوبیوم و تانتولیوم می¬باشد. در این مطالعه، غشاء مایع از دی دو اتیل هگزیل فسفریک اسید، اسپن 80، پارافین مایع، محلول هیدروکلریک اسید و محلول آبی رقیق از هافنیم، به ترتیب به عنوان ماده حامل، ماده فعال سطحی، فاز غشاء، فاز داخلی (ماده عریان¬ساز) و فاز خارجی تشکیل شد. از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش ها استفاده شد. روش تاگوچی یک روش اصولی برای طراحی و آنالیز آزمایش¬ها، با هدف طراحی و افزایش کیفیت محصولات، بدون افزایش قیمت می¬باشد. این روش بسته به تعداد متغیرها و سطوح آن¬ها یک آرایه اورتوگونال (l16) را پیشنهاد داد که لیستی از آزمایش¬هایی است که باید در آزمایشگاه در یک سیستم ناپیوسته انجام شوند. در روش تاگوچی برای رسیدن به بالاترین میزان استخراج از طراحی هر چه بزرگتر - بهتر و به منظور رسیدن به کمترین میزان تورم از طراحی هر چه کوچکتر - بهتر استفاده شد. روش تاگوچی کمک کرد تا شرایط بهینه¬ی استخراج و همچنین تأثیر متغیرهایی از قبیل غلظت ماده حامل، غلظت ماده فعال سطحی، سرعت هم¬زن، زمان تماس و نسبت حجمی غشاء به فاز خارجی بر میزان استخراج مشخص گردد. آنالیز¬ها درصد تأثیر هر متغیر بر میزان استخراج و همچنین سطح بهینه¬ی مربوط به هر متغیر را مشخص کردند و نشان دادند که سرعت همزن با درصد توزیع 133/27 و نسبت حجمی غشاء به فاز خارجی با درصد توزیع 479/12، به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر میزان استخراج دارند. همچنین در غلظت¬های بالای ماده حامل، ماده فعال سطحی و سرعت بالای همزن، میزان استخراج کاهش یافت. شرایط بهینه¬ای که توسط روش تاگوچی به دست آمد، عبارتند از : 1% حجمی ماده حامل، 5/1 % حجمی ماده فعال سطحی، 600 دور بر دقیقه سرعت همزن مکانیکی، 10 دقیقه زمان تماس و 1/0 نسبت حجمی فاز غشاء به فاز خارجی. در این شرایط بهینه، 10 میلی لیتر از غشاء، 7/81 % از هافنیم موجود در 100 میلی لیتر محلول آبی را استخراج کرد که در برابر مقدار پیش¬بینی شده توسط روش تاگوچی (83/86)، خطای ناچیزی داشت. هدف مهم دیگر در این تحقیق، حلالیت هافنیم دی¬اکسید بود. این جامد سفید رنگ یکی از پایدارترین ترکیب¬های هافنیم می¬باشد که با اسید¬های قوی مانند اسید سولفوریک واکنش می¬دهد. نتایج نشان داد هافنیم دی اکسید در اسیدسولفوریک حل می¬شود، اما حلالیت آن بسیار آرام و زمان¬بر می باشد، به گونه¬ای که غلظت هافنیم در اسیدسولفوریک در دمای 75 درجه سانتی¬گراد، بعد از مدت 235 روز به 467/0 مول بر لیتر رسید و بعد از این بازه زمانی تغییر خاصی در حلالیت آن مشاهده نشد.
فاطمه عبدانی کیقباد شمس
اخیراً آلودگی آب ها توسط فلزات سنگین به یک مشکل جدی زیست محیطی تبدیل شده و بطور گسترده مورد بحث قرار گرفته است. یکی از روش های نوید بخش برای جداسازی یون های فلزی از محلول های آبی، غشاء مایع امولسیونی می باشد. تکنولوژی غشاء مایع به دلیل انتخاب پذیری بالا، هزینه و صرف انرژی کم در فرآیند، تاکنون بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق، قابلیت غشاء مایع امولسیونی برای استخراج و غنی سازی فلز هافنیم از محلول آبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. این فلز دارای مقاومت تشعشعی و مقاومت خوردگی بالایی می باشد و در میله های کنترلی راکتورهای هسته ای استفاده می شود. کاربرد دیگر این فلز در آلیاژهایی با سایر فلزات نسوز مانند تنگستن، نیوبیوم و تانتولیوم می باشد.