https://jsse.uk.ac.ir/ نشریه علوم و مهندسی جداسازی fa daily 1 Sat, 22 Nov 2025 00:00:00 +0330 Sat, 22 Nov 2025 00:00:00 +0330 https://jsse.uk.ac.ir/article_5022.html هدف: بازیافت باتری‌های لیتیوم-یون (LIBs) از دو منظر اهمیت دارد: یکی به جهت مدیریت زیست‌محیطی است تا  از ضایعات الکتریکی استفاده مناسبی حاصل شود و دیگری به دلیل  بازیابی فلزات کمیاب مانند لیتیوم باتوجه به مزایای اقتصادی بالقوه آن است. این منبع به عنوان منابع ثانویه برای این فلزات کمیاب و ارزشمند می تواند مفید باشد.  مواد و روش: یکی از رایج‌ترین روش‌های استخراج، استخراج مایع-مایع با حلال آلی است. در این مطالعه، از حلال دی-(2-اتیل هگزیل) فسفریک اسید (D2EHPA) به همراه روغن‌های گیاهی به عنوان اصلاح‌کننده، برای استخراج مایع-مایع یون لیتیوم در یک میکروکانال تی شکل استفاده می‌شود. در این مطالعه، حلال D2EHPA به همراه روغن‌های آفتابگردان، کنجد و زیتون به عنوان فاز پیوسته و محلول کلرید لیتیوم به عنوان فاز پراکنده در نظر گرفته می‌شوند. پس از آماده‌سازی فازهای پیوسته و پراکنده، سیالات توسط پمپ‌های مربوطه به میکروکانال تزریق شدند. میکروکانال زیر میکروسکوپ مجهز به دوربین پرسرعت قرار گرفت تا با ضبط تصاویر مربوطه، تجزیه و تحلیل اسلاگ انجام شود. پس از اتمام آزمایش، سیالات مربوط به هر دو فاز پیوسته و پراکنده جمع‌آوری و پس از مدتی، دو فاز از هم جدا شدند. سپس، محلول فاز پراکنده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.  تأثیر شرایط عملیاتی همچون حجم حلال مصرفی و نرخ جریان فاز آلی بر زمان تشکیل اسلاگ، طول اسلاگ و درصد استخراج لیتیوم بررسی شده است.نتایج: نتایج نشان می‌دهد که با افزایش میزان حلال مصرفی و کاهش نرخ جریان فاز آلی،  طول اسلاگ  افزایش می‌یابد.  همچنین، با افزایش میزان حلال مصرفی، درصد استخراج لیتیوم افزایش می‌یابد. تأثیر انواع روغن گیاهی، روغن آفتابگردان، کنجد و زیتون به عنوان اصلاح‌کننده نیز در نظر گرفته شده و مشخص شد که اصلاح‌کننده روغن آفتابگردان، درصد استخراج بهتری نسبت به سایر روغن‌ها دارد، به طوری که در بهترین شرایط عملیاتی (حلال مصرفی 3 میلی لیتر)، به حدود 82 درصد استخراج می‌رسد.نتیجه‌گیری: استفاده از روغن گیاهی در کنار حلال  D2EHPAبه بهبود استخراج کمک می کند. https://jsse.uk.ac.ir/article_5050.html هدف :  هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر آب و سدیم کلراید بعنوان متداولترین نمک بر جذب آسفالتین در حضور محصولات باکتری  باسیلوس سابتیلیس است.    مواد و روش :  ابتدا آسفالتین استخراج گردید و آنالیزهای طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و آنالیز عنصری آسفالتین انجام شد. میکرودولومیت تهیه شد و آنالیز طیف‌سنجی فلورانس اشعه ایکس (XRF) آن انجام گردید. باکتری باسیلوس سابتیلیس در حضور دولومیت رشد داده شد و  آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه  فروسرخ  دولومیت قبل و بعد از تولید محصولات باکتری بررسی شد. سپس محلول تولوئن حاوی آسفالتین و محلول‌ آب حاوی نمک سدیم کلراید در غلظت‌های 1000 تا mg/L40000  آماده شد و میزان جذب آسفالتین در حضور 20 و 50 درصدحجمی محلول سدیم کلراید  در حضور محصولات باکتری مورد بررسی قرار گرفت.     نتایج:  در سیستم دو فازی (دولومیت و تولوئن حاوی آسفالتین)، حضور محصولات باکتری سبب کاهش جذب آسفالتین از 28 درصد به 4/19 درصدجرمی گردید. حضور آب بدون یون (آب دیونیزه) در سیستم شامل تولوئن حاوی آسفالتین و دولومیت بدون باکتری موجب کاهش جذب آسفالتین گردید و میزان جذب آسفالتین از مقدار 28 درصد به مقدار 7/10 درصدجرمی در حضور 20 درصدحجمی آب و به 1/7 درصدجرمی در حضور 50 درصدحجمی آب دیونیزه کاهش یافت. در سیستم سه فازی شامل دولومیت حاوی محصولات باکتری، حضور آب دیونیزه موجب افزایش جذب آسفالتین شد. با افزایش غلظت نمک سدیم کلراید از 1000 تا mg/L3000 میزان جذب آسفالتین کاهش یافت اما با افزایش بیشتر غلظت نمک از 3000 تا mg/L40000 میزان جذب آسفالتین افزایش پیدا کرد. حضور همزمان محلول سدیم کلراید و محصولات باکتری تاثیر بسیار زیادی بر کاهش عملکرد محصولات باکتری در جذب آسفالتین روی سنگ دولومیت داشت.نتیجه‌گیری:   محصولات باکتری در آب بدون یون موجب افزایش جذب آسفالتین می‌شود اما حضور سدیم کلراید تاثیر محصولات باکتری در جذب آسفالتین را به شدت کاهش می دهد. https://jsse.uk.ac.ir/article_5156.html هدف: این مطالعه به بررسی تأثیر غلظت کلرید لیتیم (LiCl) بر ساختار و عملکرد غشاهای الیاف توخالی پلی‌اتر سولفون برای تصفیه پساب‌های روغنی و صنعتی می‌پردازد. این غشاها با استفاده از روش‌های تبدیل فاز و ریسندگی تر تولید شده و غلظت‌های مختلف LiCl (۲ و ۴ درصد وزنی) به محلول پلیمری افزوده شده‌اند.مواد و روش: ساختار غشاها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت و ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی آن‌ها از جمله تخلخل، اندازه منافذ، نفوذپذیری آب و میزان پس‌زنی روغن ارزیابی شد.نتایج: نتایج نشان داد که افزایش غلظت LiCl منجر به شکل‌گیری منافذ باریک‌تر به شکل انگشت و افزایش تعداد آن‌ها شده و در نتیجه تخلخل سطحی غشاها بهبود یافته است. غشاهای حاوی ۴ درصد LiCl دارای تخلخل سطحی مؤثر ۴۳۷ متر مربع بر متر مکعب، شار آب خالص ۲۳ لیتر بر متر مربع در ساعت و میزان پس‌زنی روغن بیش از ۹۸ درصد بودند که این امر به دلیل وجود منافذ نانومتری با اندازه ۳۶ نانومتر بوده است. علاوه بر این، افزودن LiCl استحکام مکانیکی غشاها را افزایش داد؛ به طوری که غشاهای اصلاح‌شده با ۴٪ LiCl دارای استحکام کششی ۳٫۸ مگاپاسکال (۶۵٪ بیشتر از غشای بدون LiCl) و مقاومت بیشتر در برابر فشردگی (کاهش ۳۰٪ در شار پس از ۳ ساعت عملیات در مقایسه با ۵۰٪ برای غشای بدون LiCl) بودند. این بهبود خواص مکانیکی به طول عمر بیشتر غشا و کارایی بهتر در فرایندهای فیلتراسیون کمک می‌کند.نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان داد که افزودن LiCl به ترکیب پلیمری، خواص ساختاری، عملکردی و مکانیکی غشاهای پلی‌اتر سولفون را بهبود می‌بخشد و آن‌ها را به گزینه‌ای مناسب برای جداسازی آلاینده‌های روغنی از پساب‌های صنعتی تبدیل می‌کند. این غشاها می‌توانند نقش قابل توجهی در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب ایفا کنند، بهره‌وری را افزایش داده و هزینه‌های تصفیه را کاهش دهند. https://jsse.uk.ac.ir/article_5163.html هدف: در این مطالعه، تاثیر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم ( TiO2)  به عنوان بهبود دهنده  عملکرد جذب CO2 در سیال پایه آبی مونو اتانول آمین (MEA) در یک میکرورآکتور مورد بررسی قرار گرفته شده است.مواد و روش: آزمایشات جذب در یک میکرورآکتور T شکل با قطر داخلی 800 میکرومتر و طول 25 سانتی‌متر در فشار اتمسفریک و با خوراک گازی حاوی 10 درصد مولیCO₂  انجام گرفتند. متغیرهای عملیاتی اصلی شامل دما، دبی حلال، دبی گاز، غلظت ورودی حلال (5 و 10 درصد حجمی MEA ) و غلظت نانوذرات اکسید فلزی (0.01، 0.05 و 0.1 درصد وزنی) بودند. نتایج: در شرایط بهینه عملیاتی (دمای 25 درجه سانتی‌گراد، دبی حلال 200 میلی‌لیتر بر ساعت و دبی گاز 100 میلی‌لیتر بر دقیقه)، راندمان جذب  CO2با استفاده از حلال‌های آبی حاوی 5 و 10 درصد وزنی مونو اتانول‌آمین به ترتیب برابر با 75.6و 84.8 درصد است. در حالی که در شرایط مشابه درصد جذب کربن دی اکسید با استفاده از نانو سیالات با سیال پایه مونو اتانول آمین 5 درصد همراه با غلظت نانوذرات 0.01، 0.05 و 0.1 درصد وزنی از TiO2، به ترتیب 80.2، 92.1 و 94.2 درصد و در نانو سیالات با مونو اتانول آمین 10 درصد به ترتیب 73.5، 87.3 و 92.1 درصد به دست آمده است.  نانوسیال بهینه، مطابق نتایج به‌دست‌آمده، از ترکیب حلال آبی مونو اتانول آمین 5 درصد به عنوان سیال پایه همراه با 0.05 درصد وزنی نانوذرات  TiO2حاصل شد، که موجب جذب92.1 درصدی  CO2 شد، که نسبت به سیال پایه بدون نانوذره، به میزان 16.5درصد افزایش در عملکرد جذب را نشان می‌دهد.بر اساس تصاویر FESEM و نتایج پتانسیل زتا، توزیع ذرات TiO₂ در محلول یکنواخت بوده و هیچ‌گونه تجمع معنی‌داری مشاهده نشد. وجود گروه‌های هیدروکسیل فعال در طیف FTIR و مقدار زتایmv  16.1+ نشان‌دهنده‌ی پایداری متوسط و کافی نانوسیال در زمان انجام آزمایش‌ها است. بررسی تصویری در بازه 0 تا 12 ساعت نیز یکنواختی پراکندگی ذرات را تأیید کرد.نتیجه گیری: بررسی نتایج جذب نانوسیال  TiO2نشان می دهد که افزودن مقادیر کمی از نانوذرات اکسید فلزی در غلظت 5 درصد مونو اتانول آمین سبب بهبود عملکرد جذب CO2 شده ولی در غلظت10درصد مونواتانول امین تاثیر معکوس داشته و درصد جذب را کاهش داده، که به دلیل کشش سطحی بالاتر حلال پایه آبی مونو اتانول آمین 10 درصد می باشد. البته در غلظت های بالاتر نانوذرات(0.05 و 0.1 درصد وزنی) این وارونگی رفع شده و نانوذرات در هر دو حلال پایه 5 درصد و 10درصد مونو اتانول آمین تاثیر مناسب و مثبتی بر روی عملکرد جذب دارند. https://jsse.uk.ac.ir/article_5211.html هدف: صنایع دارویی فاضلابی تولید می‌کنند که حاوی داروها، مواد فعال سطحی، باکتری‌های بیماری‌زا و یون‌های نامتعادل است و خطرات زیست‌محیطی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. افرایند اولترافیلتراسیون بهبودیافته با میسل از سورفکتانت‌ها برای ایجاد میسل‌هایی استفاده می‌کند که آلاینده‌ها را محصور کرده و جداسازی آن‌ها را از طریق غشاهای اولترافیلتراسیون امکان‌پذیر می‌سازد. هدف این مقاله بررسی کارایی این روش در تصفیه فاضلاب داروسازی با استفاده از سورفکتانت آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) و ترکیب آن با سورفکتانت غیریونی آیجیپال (IGE) ارزیابی می‌کند.مواد و روش: آزمایش‌ها در سه سطح فشار میان ‌غشایی (TMP) و با غلظت‌های مختلف سورفکتانت‌های آنیونی و غیریونی انجام شد. اثر این پارامترها بر شار تراوه و کارایی حذف آلاینده‌های کلیدی پساب، شامل کدورت، مواد جامد محلول (TDS) و هدایت الکتریکی (EC) به طور سیستماتیک مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثرحضور سورفکتانت غیریونی IGE بر عملکرد غشا و شاخص های آلودگی مورد مطالعه قرار گرفت.نتایج: نتایج نشان داد که افزایش فشار میان ‌غشایی، شار تراوه را افزایش می‌دهد، درحالی‌که غلظت بالاتر سورفکتانت باعث کاهش آن می‌شود. تحت شرایط بهینه، این فرایند حدود ۹۵ درصد کدورت، ۲۵ درصد مواد جامد محلول و ۶۸ درصد هدایت الکتریکی را کاهش داد. همچنین، سیستم ترکیبی IGE–SDS عملکرد بهتری نسبت به SDS تنها داشت که نشان‌دهنده اثر هم‌افزایی بین این دو سورفکتانت است. نتایج نشان داد که افزایش فشار و ترکیب مناسب IGE با SDS عملکرد غشا را در بهبود کیفیت آب تقویت می نماید.نتیجه‌گیری: فرایند اولترافیلتراسیون بهبودیافته با میسل می‌تواند به‌عنوان یک فرایند مؤثر در تصفیه پساب کارخانه‌ها صنایع دارویی مورداستفاده قرار گیرد و می‌تواند جایگزین بالقوه‌ای برای روش‌های تصفیه مرسوم محسوب شود. https://jsse.uk.ac.ir/article_5215.html  هدف:  ریزجلبک‌ها به عنوان منابع زیستی فوتوسنتزکننده، پتانسیل بالایی برای تولید سوخت‌های زیستی از جمله بیودیزل دارند. با این حال، جداسازی زیست‌توده از محیط کشت، یکی از مراحل پرهزینه و چالش‌برانگیز در فرآیند بهره‌برداری صنعتی محسوب می‌شود. در میان روش‌های موجود، لخته‌سازی به عنوان یک روش کارآمد، سریع و مقرون به صرفه برای برداشت زیست‌توده مطرح است. هدف این پژوهش، بررسی فرآیند لخته‌سازی گونه‌ی Chlorella sp. با استفاده از کلرید آهن (III) و مدلسازی آن با بهره‌گیری از شبکه‌های عصبی مصنوعی برای پیش‌بینی دقیق بازده فرآیند است.مواد و روش ها:   در این مطالعه، لخته‌سازی گونه‌ی Chlorella sp. در شرایط مختلف شامل تغییرات pH، غلظت سلولی (OD) و میزان ماده‌ی لخته‌کننده (FeCl₃) انجام شد. داده‌های تجربی حاصل با سه معماری متفاوت شبکه‌ی عصبی شامل پرسپترون چندلایه (MLP)، تابع پایه‌ی شعاعی (RBF) و مدل ترکیبی (Ensemble MLP) مدل‌سازی گردید. داده‌ها به دو بخش آموزش (۷۰٪) و آزمون (۳۰٪) تقسیم شده و عملکرد مدل‌ها بر اساس شاخص‌های آماری ضریب تعیین (R²) و میانگین مربعات خطا (MSE) مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج: مدل‌های MLP و RBF به‌صورت مستقل قادر به پیش‌بینی دقیق رفتار فرآیــند نبودند، در حالی که مدل ترکیبی (Ensemble MLP) بالاتــرین دقت پیـش‌بینی را با R² = ‎96.37%‎ و MSE = ‎0.0035‎ به دست آورد. مقادیر R² برای مدل‌های MLP در بازه‌ی 92.5 تا 94.5 درصد و برای مدل RBF برابر 79.8 درصد بود. مدل ترکیبی با کاهش قابل توجه خطا و افزایش قابلیت تعمیم، توانست تغییرات غیرخطی و پیچیده‌ی فرآیند لخته‌سازی را با دقت بالا بازتولید کند.نتیجه‌گیری:  استفاده از شبکه‌های عصبی ترکیبی، دقت و قابلیت تعمیم بالاتری نسبت به مدل‌های منفرد در پیش‌بینی فرآیندهای زیستی پیچیده نظیر لخته‌سازی میکروجلبک‌ها دارد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که معماری Ensemble MLP می‌تواند به عنوان یک ابزار هوشمند در طراحی، کنترل و بهینه‌سازی فرآیندهای جداسازی زیست‌توده و تولید سوخت‌های زیستی مورد استفاده قرار گیرد. https://jsse.uk.ac.ir/article_5435.html هدف: هدف این پژوهش، بررسی فرآیند استخراج برگشتی اورانیوم و توریم از فاز آلی حاوی تری‌بوتیل‌فسفات (TBP) بارگذاری‌شده و ارزیابی اثر پارامترهای فرآیندی بر افزایش درصد بازیابی و بهبود راندمان جداسازی درمقیاس آزمایشگاهی می‌باشد. مواد و روش: فرآیند تهی‌سازی به ‌صورت تجربی انجام گردید و اثر pH محلول آبی، دما، زمان تماس، شدت اختلاط و نسبت حجمی فاز آلی به آبی (O/A) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: نتایج نشان داد با کاهش غلظت یون هیدروژن، راندمان استریپ اورانیوم به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد، در حالی‌که تغییر pH تأثیر محسوسی بر رفتار توریم ندارد. این تفاوت رفتاری به‌ صورت کیفی به وابستگی بیشتر تعادل استخراج و تهی‌سازی اورانیوم به شرایط فرآیندی، به‌ویژه pH و دما، نسبت داده می‌شود، در حالی‌که رفتار توریم عمدتاً تحت کنترل ماهیت شیمیایی گونه‌های نیتراتی آن بوده و حساسیت کمتری به تغییر پارامترهای فرآیندی نشان می‌دهد. ازاین‌رو، بازده توریم در محدوده‌ای نسبتاً ثابت باقی می‌ماند، در حالی‌که راندمان اورانیوم به‌طور محسوسی تحت تأثیر شرایط فرآنیدی تغییر می‌کند. افزایش دما تا 55 درجه سانتی‌گراد موجب بهبود راندمان استریپ اورانیوم گردید و در دماهای بالاتر تغییر قابل‌توجهی مشاهده نشد. بررسی اثر زمان تماس و شدت اختلاط نشان داد افزایش این پارامترها تأثیر چشمگیری بر راندمان نهایی نداشته و پس از مقدار مشخص، تغییر محسوسی در انتقال جرم مشاهده نمی‌شود. همچنین نسبت فازی 1:1 ضمن حفظ بازده مناسب، از نظر مصرف فاز آبی اقتصادی‌تر است. نتیجه‌گیری: در شرایط بهینه شامل دمای 55 درجه سانتی‌گراد، زمان تماس 30 دقیقه، سرعت اختلاط 400 دور بر دقیقه و نسبت فازی 1:1، درصد تهی‌سازی اورانیوم و توریم به‌ترتیب 89.3 و 72.4 درصد به‌دست آمد که بیانگر کارایی مناسب فرآیند تحت این شرایط است. https://jsse.uk.ac.ir/article_5527.html هدف:توسعه غشاهای انتقال تسهیل یافته عمدتاً به دلیل افزایش حجم آزاد زمینه پلیمری با چالش کاهش انتخاب‌گری روبه‌رو هستند. هدف این تحقیق، بررسی نحوه توزیع اکسید گرافن اصلاح سطحی نشده (GO) و اصلاح شده با اسید آمینه (M-GO) در زمینه پلیمری PEBA و همچنین تاثیر اکسید گرافن اصلاح سطحی شده بر روی افزایش انتخاب‌گری غشایPEBA/ کیتوسان است.مواد و روش:جهت تهیه غشاهای انتقال تسهیل یافته ابتدا اکسید گرافن در داخل حلال آب / اتانول توسط دستگاه التراسونیک توزیع شد. سپس PEBA با 2% وزنی در داخل محلول تهیه شده حل شد. در ادامه محلول کیتوسان از قبل تهیه شده با 1% درصد وزنی و با نسبت 1:1 با محلول همگن PEBAتهیه شده توسط همزن مغناطیسی در دمای محیط مخلوط شدن .غشاهای تهیه شده جهت بررسی توزیع یکنواخت نانو پرکن در زمینه پلیمری توسط آزمون‌های SEM و AFM و نحوه برهمکنش بین پرکن و زمینه پلیمری توسط آزمون FTIR ارزیابی شد. سپس تست عبوردهی گازها از روش عبوردهی با فشار ثابت و حجم متغیر استفاده شد. نتایج:براساس آنالیز,FTIR SEMو AFMغشای تهیه شده با اکسید گرافن اصلاح سطحی شده به دلیل سازگاری بیشتر با زنجیرهای پلیمری و توزیع یکنواخت در ساختار غشا، دارای مورفولوژی سطح صاف نسبت به نمونه غشای بدون اصلاح سطحی است. نتایج نشان داد که غشاهای حاویM-GO در مقایسه با GO اصلاح سطحی نشده باعث بهبود عبوردهی CO₂ و انتخاب‌گری CO₂/N₂ شد.نتیجه‌گیری: M-GO به دلیل برهم‌کنش‌های بین‌سطحی از طریق پیوندهای هیدروژنی قوی‌تر و همچنین افزایش سازگاری فصل مشترک بین نانولایه‌های GO و پلیمر باعث بهبود بیش از 314 درصد در انتخاب‌گری CO₂/N₂ و 440 درصد در عبوردهی CO₂ شد.