جواد صاین

در این تحقیق، استخراج فنل از محلول رقیق آبی توسط یک مایع یونی، به عنوان حلال سبز، مدنظر بوده است. بدین منظور مایع یونی 1- هگزیل-3- متیل ایمیدازولیوم بیس (تری فلئورومتان سولفونیل) ایمید، [Hmim][NTf2]، انتخاب و سنتز شد. به عنوان اولین مرحله، داده های تعادلی در سیستم سه جزیی آب + فنل + [Hmim][NTf2] در دماهای 20، 25 و ˚C35 به روش تیتراسیون نقطه ابری تعیین گردید. کاهش دما سبب افزایش ضریب توزیع فنل می گردد زیرا در دمای پایین امتزاج پذیری آب و مایع یونی کاهش یافته و پیوند هیدروژنی قوی تر بین مولکول های فنل و حلال حاکم می باشد. اعتبار و هماهنگی داده های اندازه گیری شده در هر دما توسط معادله هند و باخمن تایید گردید. پس از این مرحله، خصوصیات ترمودینامیکی مورد نیاز توسط تئوری تابع چگالی (DFT) و در سطح تئوری M05-2X/6-311++G** بدست آمد. سپس برازش داده های تعادلی توسط معادلات ترمودینامیکی NRTL و UNQUAC به خوبی انجام گرفت و ریشه ی متوسط مربعات انحراف برای مدل های ذکر شده برابر 0017/0 و 0617/0 به دست آمد. علاوه بر این، اثر نمک هایNaCl ، Na2SO4 و MgSO4در فاز آبی بر داده های تعادل مایع - مایع به روش تیتراسیون نقطه ابری بررسی گردید. حضور نمک در آب سبب پدیده ی خارج زایی گشته که خود منجر به افزایش ضریب توزیع فنل می شود. نمک های دوظرفیتی دارای اثر خارج زایی بیشتری می باشند. پس از کسب نتایج تعادلی، عملکرد مایع یونی به عنوان حلال در استخراج مایع - مایع توسط قطرات منفرد و در دمای ˚C25 بررسی شد و نتایج آن با عملکرد کیومن به عنوان یک حلال رایج مقایسه گردید. بررسی هیدرودینامیک قطره ها برای هر دو سیستم حاوی مایع یونی و کیومن نشان داد با افزایش اندازه قطره ها سرعت حد افزایش می یابد. در مورد انتقال جرم، نتایج حاصل از داده های تجربی در آزمایش با قطره های منفرد نشان داد که انتقال جرم در سیستم با مایع یونی در مقایسه با سیستم شیمیایی حاوی کیومن (با گرانروی کم) به طور قابل توجهی کندتر است، گرچه ضریب انتقال جرم، با توجه به گرانروی بالای مایع یونی بیشتر از حد انتظار است. در بخش آخر عملکرد استخراج فنل با استفاده از مایع یونی [Hmim][NTf2] به عنوان حلال در مجاورکننده میکرو بررسی شد. مطالعه اثر شدت جریان حجمی بر ضریب انتقال جرم فنل نشان داد که با افزایش سرعت جریان حجمی به دلیل افزایش عدد رینولدز، ضریب انتقا