Chemical Engineering Commons^™

Performance And Stability For Room Temperature Ionic Liquid Membranes For The Dehumidification Of Methane, Dora Frances Sullivan-González

Honors Theses

The biogas production from organic waste—animal, sewage, landfill material— could be a valuable renewable fuel. Before this biogas—predominately bio-methane— can be converted to fuel, it must be dehumidified. Typically membrane-based gas dehumidification uses hydrophilic polymer membrane materials, such as polydimethylsiloxane (PDMS) and cellulose acetate (CA). The main problems with polymer dehumidification membranes are methane loss and the susceptibility of polymer materials to plasticization by H2O. Room temperature ionic liquid membranes (RTIL- membranes), according to recent literature, are not plasticized by water and have large water/CH4 selectivities. We built on the initial literature RTIL-dehumidification data by looking at a series of …

The Cooling Effect Of Cryotherapy On Power And Accuracy In The Pitching Arms Of Baseball Players, David Kimble Wilbanks

Honors Theses

As the human body does work, energy is released in the form of heat. The ability to perform the same action repeatedly and at the same intensity requires energy to be maintained. By preserving energy in sports, a reduction of injuries and an increase in performance duration would most likely be observed. More specifically in sports, for 200 years of baseball history, the pitcher has attempted to keep their arm warm during resting intervals of a game, in belief this would help sustain their level of performance. This study attempted to overturn this view. I hypothesized that by cooling their …

Differential Spectral Imaging Of The Cn Violet Band In Laser-Induced Plasmas On Tnt Simulant Molecules, J. Merten, M. Jones, S. Hoke, S. Allen

Publications

Dual channel emission imaging of m-nitrobenzoic acid and benzoic acid was performed in order to visualize the morphology of the CN violet band emission of a TNT analogue. The CN channel was corrected for continuum emission using a simultaneously imaged background channel. Simultaneous dual channel imaging alleviated problems with shot to shot variation in the plasma morphology due to the friable substrates and showed differences between plasmas formed on the two targets.

Degradable Nanocomposite Preformed Particle Gel For Chemical Enhanced Oil Recovery Applications, Paul Tongwa

Doctoral Dissertations

”This work presents two new materials that can be potentially used in conformance control to increase ultimate oil recovery from mature oilfields.

The first product is a degradable nanocomposite preformed particle gel for enhanced in-depth mobility control. Three different types of degradable nanocomposite preformed particle gels were synthesized. These three nanocomposite hydrogels were made using Laponite XLG, Calcium Montmorillonite, and Sodium Montmorillonite nanomaterials. It was observed that after degradation, Laponite XLG nanocomposite hydrogels had the highest post-degradation viscosity (4437 cp), followed by sodium nanocomposite hydrogels (129 cp), and lastly calcium nanocomposite hydrogels (75.5 cp). Thus, degradable Laponite XLG nanocomposite hydrogels …

Experimental And Computational Investigation Of Flow Of Pebbles In A Pebble Bed Nuclear Reactor, Vaibhav B. Khane

Doctoral Dissertations

"The Pebble Bed Reactor (PBR) is a 4th generation nuclear reactor which is conceptually similar to moving bed reactors used in the chemical and petrochemical industries. In a PBR core, nuclear fuel in the form of pebbles moves slowly under the influence of gravity. Due to the dynamic nature of the core, a thorough understanding about slow and dense granular flow of pebbles is required from both a reactor safety and performance evaluation point of view.

In this dissertation, a new integrated experimental and computational study of granular flow in a PBR has been performed. Continuous pebble re-circulation experimental set-up, …

Design Of Three Different Particle Size Distributions In Silver Paste Through Computer Simulation For Higher Electrical Conductivity, Kyungdeok Jang

Open Access Theses & Dissertations

In the field of printed electronics technology, researchers have tried to print highly conductive electrodes with fine width and height in order to manufacture high performance devices.

The purpose of this research is to print particle monolayer silver patterns which have better electrical conductivity than existing ones. The key idea of this experiment is to analyze silver inks with different sized particles. Let us consider a particle monolayer pattern printed with silver ink consisting of mono-sized particles. Inside of the pattern, there are some vacant spaces between the particles, which can lead to low electrical conductivity and discontinuity of the …

Natural Selectivity Of Nickel And Vanadium In Crude Oil, Olienka P. De La O Fernandez

Open Access Theses & Dissertations

Nickel and Vanadium have always been found in crude oil all around the world. The metal content is found mainly in porphyrin structures in the asphaltene fraction of the petroleum. In order to determine the reason for this natural preference, a set of experiments testing thermodynamics, kinetics, and other factors were performed. Candidate metalloporphyrins containing Vanadyl, Chromium, Iron, Nickel, Copper and Zinc were analyzed through chemical reactions characterized using Silica Column Chromatography, HPLC, MS and UV-Visible. Theoretical analysis of the stability of metalloporphyrins was conducted using DFT/NRLMOL for computational calculation. The analysis of all factors leads us to conclude that …

Predicting Propylene Loss With Inferential Model Development Using Design Of Experiments (Doe) And Historical Data, Jeffrey Allen Wheeler

Open Access Theses & Dissertations

Inferential models are a highly researched topic as the science of digital automation becomes more prevalent as information is in abundance. Welldeveloped inferred models can augment the use of analyzers in steady state processing and highly correlated ones can even replace online analytics. The use of design of experiments (DOE) inferred models with historical process data and a rigorous plant simulator can reduce the case study duration while achieving a high degree of accuracy. This paper uses surface response and full factorial models as the first step in model development, and then uses actual historical plant data to create a …

Hydrogen Generation From Ammonia Borane And Water Through The Combustion Reactions With Mechanically Alloyed Al/Mg Powder, Daniel Rodriguez

Open Access Theses & Dissertations

Finding and developing a safe and effective method for hydrogen storage is integral to its use as an alternative source of energy. The goal of the studies described in this Thesis was to investigate the feasibility of developing combustible hydrogen-generating compositions based on ammonia borane and novel energetic materials such as nanocomposite and mechanically alloyed reactive materials, recently obtained by Prof. Edward Dreizin's team at the New Jersey Institute of Technology (NJIT). Such compositions could be stored for long time and release hydrogen on demand, upon ignition. The first phase of the research included thermodynamic calculations for combustion of ammonia …

A Circuit-Based Algorithm For Two-Phase Flow At The Pore Scale In Porous Media, Todd Dorethy

Open Access Theses & Dissertations

Models of two-phase flow in porous media are of practical interest in many fields of science and engineering such as in oil recovery and hydrology. For this class of problem, an immiscible fluid is injected into a single-phase, porous medium to evict its valuable, native fluid. Because the aim is to amass as much of the indigenous fluid as possible, models attempt to output reliable flow regime patterns depicting how well the invading fluid displaces the native fluid.

Flow regime patterns generally depend upon the geometry of the domain, stimulation at the boundaries, and properties of the invading and native …

Development Of A Pressure Swing Adsorption Process For Co2 Capture From Flue Gas Using Solid Amine Sorbents, Anahita Abdollahi Govar

Theses and Dissertations

Solid amines are comprised of adsorbent materials, like silica gel, that contain amine based organic compounds, either physically or chemically, attached within their pores. The major characteristic of these sorbents that makes them interesting for CO₂ capture from flue gas is that unlike zeolites they are not negatively affected by the presence of water. The current work has been focusing on the development of a novel PSA cycle for CO₂ capture from flue gas using a solid-amine sorbent composed of PEI physically immobilized on a commercial silica substrate. The goal was to achieve > 90% recovery and > 95 vol. …

Metathesis Reaction Of Ethylene And 2-Butene On Molybdenum-Based Catalysts, Benjamas Netiworaruksa

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This dissertation studies and develops the supported molybdenum catalyst for metathesis reaction of ethylene and 2-butene to produce propylene. It was found that the major factor affecting the catalytic performance for metathesis reaction is the catalyst support. From this study, it was firstly revealed that the suitable support for molybdenum-based catalyst is the mixed support of alumina and zeolite. The catalyst containing alumina support prepared from aluminium nitrate physically mixed with HBeta support could provide high selectivity of propylene. The optimum ratio of the composite support of alumina and zeolite was 3:1. However, the most optimum support obtaining propylene selectivity …

การประมาณค่าสภาพด่างฟีนอล์ฟทาลีนและค่าสภาพกรดรวมในกระบวนการเตรียมพื้นผิวชิ้นงานด้วยวิธีการถดถอยบางส่วนกำลังสองน้อยที่สุด, ชลธร ช้างพิงงา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในกระบวนการเคลือบสี กระบวนการเตรียมพื้นผิวชิ้นงาน (Pretreatment process) เป็นการดำเนินงานที่สำคัญมากงานหนึ่ง ประกอบด้วยขั้นตอนการล้างด่าง (Degreasing step) เพื่อล้างเอาฝุ่นรวมถึงคราบไขมันออกจากชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ และขั้นตอนการเคลือบผิวโลหะ (Coating step) เพื่อเพิ่มพฤติกรรมการต้านทานการกัดกร่อนของโลหะ กระบวนการนี้ใช้สารเคมีเป็นจำนวนมาก ส่งผลให้เกิดมลภาวะทางน้ำ และเกิดค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องในการบำบัดน้ำเสีย ความสามารถในการควบคุมเข้มข้นของสารละลายในกระบวนการเตรียมพื้นผิวชิ้นงานให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมก่อให้เกิดการใช้สารเคมีอย่างมีประสิทธิผล และส่งผลถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ความเข้มข้นของสารทำความสะอาดในบ่อล้างไขมันสามารถตรวจวัดได้ด้วยการไตเตรทค่าสภาพด่างฟีนอล์ฟทาลีน (Phenolphthalein Alkalinity: P-Alkalinity) และความเข้มข้นของสารละลายบ่อการเคลือบผิวสามารถตรวจวัดได้โดยการไตเตรตค่าสภาพกรดรวม (Total-Acidity) กระบวนการนี้ทำโดยคนนำมาซึ่งความผิดพลาดที่ไม่น่าพอใจ ดังนั้นการควบคุมความเข้มข้นของสารละลายในบ่อทั้งสองจึงกลายเป็นเรื่องที่ยากมากื งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นการประมาณค่าสภาพด่างฟีนอล์ฟทาลีน และค่าสภาพกรดรวม ซึ่งแสดงถึงความเข้มข้นของสารละลายในบ่อล้างไขมันและบ่อเคลือบผิวตามลำดับ โดยอาศัยตัวแปรที่วัดค่าได้ ค่าความเป็นกรด-ด่าง ค่าสภาพการนำไฟฟ้า ค่าความหนาแน่น และอุณหภูมิ กระบวนเตรียมพื้นผิวชิ้นงานของโรงงานแห่งหนึ่งในอุตสาหกรรมผลิตเครื่องปรับอากาศจะนำมาใช้เป็นกรณีศึกษา วิธีการประมาณนี้จะอาศัยหลักการทางสถิติ และวิธีการถดถอยบางส่วนกำลังสองน้อยที่สุด (Partial Least Squared Regression: PLS) งานวิจัยพบว่าวิธีนี้จะให้ค่าประมาณสภาพด่างฟีนอล์ฟทาลีน และค่าสภาพกรดรวมที่มีค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดอยู่ที่ร้อยละ 7.45 และ 4.29 ตามลำดับ

อิทธิพลของสารต้านจุลินทรีย์ซิงค์ออกไซด์และคาร์วาครอลต่อสมบัติของบรรจุภัณฑ์อาหารที่เตรียมจากพอลิบิวทิลีนซัคซิเนต, ศสิณี วิบูรณวงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

พอลิบิวทิลีนซัคซิเนต (PBS) เป็นพลาสติกย่อยสลายได้ทางธรรมชาติกลุ่มพอลิเอสเทอร์ ที่มีสมบัติใกล้เคียงกับพลาสติกจากปิโตรเคมี งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหาร PBS ที่สามารถต้านเชื้อจุลินทรีย์ได้โดยการเติมสารต้านจุลินทรีย์ 2 ชนิด คือ ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มสารต้านจุลินทรีย์จากสารเคมี และคาร์วาครอล (Carvacrol) ซึ่งเป็นสารต้านจุลินทรีย์จากธรรมชาติ งานวิจัยนี้ศึกษาอิทธิพลของปริมาณสารต้านจุลินทรีย์แต่ละชนิด ร้อยละ 2, 4, 6, 8 และ10 โดยน้ำหนัก ต่อการยับยั้งเชื้อ E.coli (แบคทีเรียแกรมลบ) และ S.aureus (แบคทีเรียแกรมบวก) พร้อมทั้งศึกษาอิทธิพลของความหนาของฟิล์ม PBS ที่ผสมสารต้านเชื้อจุลินทรีย์แต่ละชนิด ระดับความหนา 50 75 และ 100 ไมโครเมตร ต่อสมบัติเชิงกลและการยับยั้งเชื้อ ผลการทดสอบบริเวณยับยั้งเชื้อ (Clear zone) ด้วยวิธีการแพร่ในอาหารเลี้ยงเชื้อแบบแข็ง (Agar diffusion method) พบว่า เริ่มพบบริเวณยับยั้งเชื้อ S.aureus และพบบริเวณยับยั้งเชื้อ E.coli เมื่อเติม ZnO ร้อยละ 6 โดยน้ำหนัก สำหรับฟิล์มหนา 50 ไมโครเมตร ในทำนองเดียวกัน เริ่มพบบริเวณยับยั้งเชื้อ S.aureus เมื่อเติม Carvacrol ร้อยละ 4 โดยน้ำหนัก แต่เริ่มพบบริเวณยับยั้งเชื้อ E.coli เมื่อเติม Carvacrol ร้อยละ 6 โดยน้ำหนัก ผลการทดสอบสมบัติเชิงกล พบว่า ฟิล์ม PBS/ZnO มีระยะยืด ณ จุดขาดและความต้านทานแรงกระแทกลดลง เมื่อปริมาณ ZnO มากขึ้น เพราะอนุภาค ZnO เป็นสารอนินทรีย์ที่มีความแข็งมากกว่า PBS และ ZnO มิได้สร้างพันธะยึดติดกับ PBS ดังยืนยันโดยผลทดสอบ FTIR การตรวจดูระดับจุลภาค พบ ZnO จับตัวเป็นกลุ่มก้อนเมื่อปริมาณ ZnO …

Effect Of Additives In Lubricant On Cobalt-Iron Alloy Lapping, Wiraya Anamnart

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

To maintain this flying height of read-write head (called slider) at 12 nm across the disk, read and writer elements will be lapped to meet designed surface roughness, surface topography, as well as magnetic property. The writer element was made from cobalt-iron alloy (CoFe). Final lapping process of sliders uses lubricant to control surface morphology and to avoid corrosion. The aim of this study was to determine the effect of additives on corrosion protection of CoFe. The corrosion was studied by potentiostat technique and atomic force microscopy (AFM). Water content was determined by Karl Fischer method. Thin film passivation was …

High Fidelity Chemistry And Radiation Modeling For Oxy-Combustion Scenarios, Hassan A. Abdul Sater

Theses and Dissertations

To account for the thermal and chemical effects associated with the high CO₂ concentrations in an oxy-combustion atmosphere, several refined gas-phase chemistry and radiative property models have been formulated for laminar to highly turbulent systems. This thesis examines the accuracies of several chemistry and radiative property models employed in computational fluid dynamic (CFD) simulations of laminar to transitional oxy-methane diffusion flames by comparing their predictions against experimental data. Literature review about chemistry and radiation modeling in oxy-combustion atmospheres considered turbulent systems where the predictions are impacted by the interplay and accuracies of the turbulence, radiation and chemistry models. Thus, …

Electrospinning Applications Air Filtration And Superhydrophobic Materials, Negar Ghochaghi, Adetoun Taiwo

Graduate Research Posters

Electrospinning is a widely applicable technique that generates non-woven fibers in the micro and nano range. In this project two of its applications are highlighted namely filtration media and enhancement of wettability. The first project demonstrates that electrospinning can be used to produce new fiber filtration media with controlled microstructure. The bimodal and unimodal orthogonal and random filters were made and characterized against their filtration efficiency and pressure drop. Figure of Merit (FOM) was also calculated and discussed. It is shown that the FOM increases when the electrospun fibers are arranged into alternating layers of aligned course and fine fibers. …

Microwave-Assisted Synthesis Of Pd Nanoparticles Supported On Fe 3o4, Co3o4, And Ni(Oh)2 Nanoplates And Catalysis Application For Co Oxidation, Hany A. Elazab, Sherif Moussa, B. Frank Gupton, M. Samy El-Shall

Chemical and Biochemical Engineering Faculty Research & Creative Works

In this paper, we report a simple, versatile, and rapid method for the synthesis of Pd nanoparticle catalysts supported on Fe₃O₄, Co₃O₄, and Ni (OH)2 nanoplates via microwave irradiation. The important advantage of microwave dielectric heating over convective heating is that the reactants can be added at room temperature (or slightly higher temperatures) without the need for high-temperature injection. Furthermore, the method can be used to synthesize metal nanoparticle catalysts supported on metal oxide nanoparticles in one step. We also demonstrate that the catalyst-support interaction plays an important role in the low …

A Post-Installed Subsea Monitoring System For Structural And Flow Assurance Evaluation, David Brower, Alexis Brower, John Hedengren, Reza Asgharzadeh Shishavan

Faculty Publications

This paper describes major advancements for deploying sensing systems on existing subsea structures as part of the Clear Gulf study. In the past, a major shortcoming of post-installed monitoring systems has been poor coupling between the sensor and structure; this study provided methods to overcome this problem. Both subsea field testing and laboratory testing were performed to verify these advancements. The Clear Gulf study is a collaboration between the offshore energy industry and NASA with the goals of risk mitigation, safety, efficiency and environmental concerns in the offshore energy industry. The study is ongoing and has investigated new methods to …

Co2 Gasification Rates Of Petroleum Coke In A Pressurized Flat-Flame Burner Entrained-Flow Reactor, Aaron D. Lewis, Emmett G. Fletcher, Thomas H. Fletcher

Faculty Publications

Two petcoke samples were gasified by CO2 at total pressures of 10 and 15 atm in a high-pressure flat-flame burner reactor at conditions where the bulk phase consisted of either 40 or 90 mol % CO2 with gas temperatures up to 1909 K. Particle diameters of 45−75 μm were used in the experiments. The morphology of the two petroleum coke chars was drastically different and evaluated using scanning electron microscopy images of the chars. The mass release data caused by CO2 gasification of the petcoke chars were fit to a global first-order model, and the optimal kinetic parameters are reported. …