نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

اثر شرایط عملیاتی بر راندمان استخراج مایع-مایع سرب در میکروکانال

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسنده
مهناز یاسمی
گروه مهندسی شیمی، واحد ایوان غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، ایوان غرب، ایران
چکیده
سرب، فلز سنگینی است که به دلیل خواص منحصر به فردش در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد. با این حال یکی از سمی‌ترین عناصر شناخته شده برای انسان است. میکروکانال رویکردی نوین در استخراج مایع-مایع ارائه می‌دهد که در آن فرآیند انتقال جرم بسیار سریع، توان عملیاتی بالا و کنترل بهتر الگوی جریان را داریم.  فرایندهای جداسازی به کمک میکروکانال­ در دو دهه گذشته به دلیل  افزایش نسبت  سطح به حجم، کاهش زمان استخراج ، کاهش مصرف حلال و بهبود راندمان استخراج مورد توجه قرار گفته است. در مطالعه حاضر، حذف سرب (II) از محلول آبی در یک میکرومیکسر با استفاده از حلال D2EHPA انجام شد. تأثیر زاویه برخورد میکروکانال(°45, ° 90, ° 135, ° 180)، نسبت شدت جریان دو فاز(5/0، 1 و 2)، غلظت نانوذرات(w/v  01/0، 02/0، 03/0 و 04/0)، شدت جریان گاز بی اثر (mL/min 4،2و6) و  تابش امواج فراصوت و ترکیب آنها برای بهبود حذف سرب و افزایش میزان انتقال جرم بررسی شد.  نتایج نشان داد که استفاده از گاز بی‌اثر، نانوذرات تحت میدان مغناطیسی و فراصوت میزان  اختلاط و انتقال جرم را افزایش داد. راندمان حذف سرب (II) به 88/96 % افزایش یافت.
کلیدواژه‌ها
میکروکانال
استخراج مایع-مایع
نانوذرات
گاز بی اثر
فراصوت
حذف سرب.

موضوعات

[1] Siti N., Azlan K., Wiwid P., Fauziah I.,  Removal of Cu(II), Pb(II) and Zn(II) Ions from Aqueous Solutions Using Selected Agricultural Wastes. Journal Of Environmental Protection, 5(5): 289-300 (2014).
[2] Nadiri A.A., Gharekhani M. , Lotfinia P., Asadi Fuzzy M., Modeling of Arsenic Removal Process from Groundwater by Iron Oxide Nanoparticles, Journal of Irrigation and Water Engineering,12(2): 242-254 (2022).
[3] Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N., Mathew B.B., Beeregowda K.N., Toxicity, Mechanism and Health Effects of Some Heavy Metals, Interdiscip Toxicol., 7: 60-72 (2014).
[4] مهدی اسدی.، سهیلا آزرده.، حذف یون فلزهای سنگین Pb2+ و Cd2+ از آب با نانو مواد متخلخل، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 39(4): 13 تا 23 (1399).
[5] Azordeh S., Asadi M.,  Recovery of the Fixing Solution Waste and Silver, as Well as the Direct Synthesis of Silver  Nanoparticles from the Solution Waste, Pollution, 9(3): 1074-1081 (2023).
[6] Kumar V., Dwivedi S.K., Seungdae O.,  Critical Review on Lead Removal from Industrial Wastewater: Recent Advances and Future Outlook, Journal of Water Process Engineering, 45(1): 132-142 (2022).
[7] Fuerhacker M., Haile T.M., Kogelnig D., Stojanovic A., Keppler B., Application of Ionic Liquids for the Removal of Heavy Metals from Wastewater and Activated Sludge, Water Sciences & Technology, 65(10): 1765-1773 (2012).
[8] Dos Santos N.V., de Carvalho V., Santos-Ebinuma A. Pessoa Junior., Pereira J.F.B., Liquid–Liquid Extraction of Biopharmaceuticals from Fermented Broth: Trends and Future Prospects. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 93(7): 1845-1863 (2018).
[9] Abdelfattah N.A., Mahmoud S.M., Salman H.M., Liquid - Liquid Extraction of Uranium from Sulfate Leach Liquor of RamletHemeyir, Ferruginous Sandstone Orematerial, Southwestern, Sinai, Egypt, Physical Chemistry And Indian Journal, 9(9): 322-329 (2014) .
[10] Tsaoulidis D., Dore V., Angeli P., Plechkova N.V., Seddon K.R., Extraction of Dioxouranium(VI) in Small Channels Using Ionic Liquids, Chemical Engineering Research and Design, 91(4): 681-687 (2013).
[11] Tsaoulidis D., Dore V., Angeli P., Plechkova N.V., Seddon K.R., Dioxouranium(VI) Extraction in Microchannels Using Ionic Liquids, Chemical Engineering Journal, 227: 151-157 (2013).
[12] Wang K., Luo G., Microflow Extraction: A Review of Recent Development, Chemical Engineering Science, 169: 18-33 (2017).
[13] Morshedaski N., Optimization of Y and T-Shaped Microchannels for Liquid–Liquid Extraction, Scientific Reports, 13(1): 1-13 (2023)
[14] Jensen K.F., Flow Chemistry—Microreaction Technology Comes of Age, AIChE Journal, 63(3): 858-869 (2017).
[15] Zhao Y., Su Y., Chen G., An Experimental Study of Copper Extraction Characteristics in a T‐Junction Microchannel, Chemical Engineering & Technology, 36(6): 985-992 (2013).
[16] Jahandar Lashaki M., Movahedirad S., Rahbar-Kelishami A., A Variational Applied Approach for Cr (III) Removal by Y-Y Shaped Microchannel; Experimental and CFD Simulation Studies, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, 181: 1-15 (2022).
[17] Kashid M.N., Renken A., Lioubov K.M., Influence of Flow Regime on Mass Transfer in Different Types of Microchannels, Chem. Eng. Sci., 50(11): 6906-69014 ( 2011).
[18] Javaid Afzal M., Tayyaba S., Waseem Ashraf M., Khan M. I., Basher M. K., Khalid Hossain M., A Review on Microchannel Fabrication Methods and Applications in Large-Scale and Prospective Industries, Journal of Novel Carbon Resource Sciences & Green Asia Strategy, 9(3): 764-808 (2022)
[19] Yasemi M., Heydarinasab A., Rahimi M. Ardjmand M., Microchannels Effective Method for the Extraction of Oleuropein Compared with Conventional Methods, Journal of Chemistry, 3: 1-8 (2017).
[20] Yang L., Zhao Y., Su Y., Chen G., Liquid-Liquid Microextraction in a Rotating Microchannel Extractor, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, 151: 107916-107928 (2020).
[21] Azimi N., Rahimi M., Abdollahi N., Using Magnetically Excited Nanoparticles for Liquid–Liquid Two-Phase Mass Transfer Enhancement in a Y-Type Micromixer, Chemical Engineering and Processing, 97: 12-22 (2015).
[22] Tang J., Zhang X., Cai W., Wang F., Liquid–Liquid Extraction Based on Droplet Flow in a Vertical Microchannel, Experimental Thermal and Fluid Science, 49: 185-192 (2013).
[23] Liu G., Wang K., Lu Y., Luo G., Liquid–Liquid Microflows and Mass Transfer Performance in Slit-Like Microchannels, Chemical Engineering Journal, 258: 34-42 (2014).
[24] Jafari O., Rahimi M., Hosseini Kakavandi F., Azimi N., Cu (II) Removal Intensification Using Fe3O4 Nanoparticles Under Inert Gas and Magnetic Field in a Microchannel,  Int. J. Environ. Sci. Technol, 14(8): 13-23 (2017).
[25] Singh H., Renjith A.U., Shenoy K.T., Liquid–Liquid Extraction in Microchannels and Conventional Stage-Wise Extractors: A Comparative Study, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 98: 95-105 (2015).
[26] Biquan X., Feng J., Shaohua Y., Libo Zh., Jinhui P., Shaohua J., Lihua Zh., Fast Separation of Cu2+ and Ni2+ in Sulfate Solution by Lix984N Extraction Using a Microchannel Chip, Green Process Synth,7(3): 207-216 (2018).
[27] Meterfi S., Meniai A-H., Chikhi M., Elimination of Cu (II) from Aqueous Solutions by Liquid-Liquid Extraction Test of sodium diethyldithiocarbamate (SDDT) as an Extracting Agent, Energy Procedia., 18: 1165-1174 (2012).