Chemical Engineering Commons^™

Process Intensification Of Fuel Synthesis And Electrolysis, Jeremy Lee Hartvigsen

Doctoral Dissertations

”As more renewable energy is added to the electric grid, energy storage becomes a high priority. Suggestions have been made for energy storage in the form of fuel and chemicals. Currently, Solid Oxide Electrolysis systems can operate in endothermic mode and reduce the electrical requirement by supplying heat. Fuel synthesis from syngas is exothermic and can supply heat. However, the temperature mismatch in the normal operation of the electrolysis step and fuel synthesis step makes the direct utilization of this heat impossible. This work explores possibilities of alternate arrangements of coupling electrochemical systems and chemical synthesis. This work also explores …

Strategies To Improve The Electrochemical Performance Of Lithium-Ion Batteries By Stabilizing The Interface Of Electrode/Electrolyte, Ye Jin

Doctoral Dissertations

”Lithium-ion batteries (LIBs) provide great potential for electric vehicles, and smart grids as future energy-storage devices. However, there are many challenges in the development of the LIB industry, including low energy and power density of electrode materials, poor rate performance, short cycle life of electrode materials, and safety issues caused by the flammability of the conventional organic liquid electrolytes.

In this research, we were committed to using general approach to efficiently and economically synthesize or modify LIB materials by stabilizing the interface between electrode and electrolyte. Atomic layer deposition (ALD) method was used to coat metal oxide thin films on …

Fabrication Of Micro-/Nanofluidic Models And Their Applications For Enhanced Oil Recovery Mechanism Study, Yandong Zhang

Doctoral Dissertations

”Micro-/nanofluidic model, as a potential powerful tool, has been used for decades for investigating fluid flow at pore-scale in energy field. It is still increasingly imperative nowadays to use different micromodels to direct observe pore-level fluid flow and analyze mechanisms of different enhanced oil recovery methods. In this work, three main tasks including three dimensional micromodels (1D,2D,3D) are proposed to fabricate and use for investigating different mechanisms of different enhanced oil recovery methods. For 1D capillary tube micromodel, we fabricate and use it to investigate the dynamics of a trapped oil droplet under seismic vibration. Seismic stimulation is a promising …

Continuous-Flow Synthesis Of Fine Chemicals And Pharmaceutical Compounds Over Intelligent Organocatalysts With Bifunctional Reactivity, Abdo-Alslam Alwakwak

Doctoral Dissertations

“Many biological systems that utilize organic active sites to catalyze reactions under mild conditions invoke cooperative catalytic pathways, whereby two or more active sites work together to activate the reactant(s). The use of cooperative (bifunctional) catalysts and continuous flow chemistry (a reaction within the narrow channels of a micro‐ or microfluidic reactor) are commonplace in sustainable chemical transformation and attract a great deal of interest with respect to economic and environmentally-sustainable production of fine chemicals, pharmaceuticals, and agrochemicals, water treatment, as well as upgrading of biomass feedstocks. Although, some methods have been developed for immobilization of bifunctional catalysts for cooperative …

Development Of Novel Materials And Processes For Direct Conversion Of Co₂ Flue Gas To Chemicals And Fuels, Ahmed Al-Mamoori

Doctoral Dissertations

“This research focused on addressing the pressing issues of greenhouse gas emissions that greatly contribute to climate change. Specifically, the focus was given to the reduction of anthropogenic CO₂ emission and its subsequent conversion to commodity chemicals and fuels. In the first part of the research, a series of novel high temperature CO₂ adsorbents including double salts (K-Ca and Na-Ca) and metal-doped calcium oxide (Fe_x@CaO and Ga_x@CaO) was developed and evaluated. Both sets of materials exhibited high CO₂ capacity, fast kinetics, and long-term stability. In particular, at 650 °C, the doped adsorbents comprising …

Comprehensive Study Of Bio-Diesel Continuous Flow Synthesis, Aso A. Hassan

Doctoral Dissertations

“Energy has become an indispensable factor in preserving economic growth since the commencement of the industrial revolution. In recent years, biodiesel has gained acceptance as a notable alternative to the widely used petroleum-derived diesel fuel because it is biodegradable, non-toxic, and generates fewer exhaust pollutants. Recently, biodiesel studies have focused on the development of process intensification technologies to resolve some technical challenges facing biodiesel production, such as long residence times and catalyst sensitivity. These intensification technologies enhance process mass/heat transfer to achieve a continuous, scalable process that can be easily transported to utilize locally available feed stocks. Five phases have …

Structured Catalysts Designed And Manufactured By 3d-Printing Technique For Functional Integration Of Catalytic Systems, Fatima Magzoub

Doctoral Dissertations

"Microporous zeolites are widely used as heterogeneous catalysts in a wide variety of chemical and petrochemical industries to produce value-added chemicals and fuels, owing to their large surface area, acid-base properties, high thermal stability, and excellent shape-selectivity.

The overall goal of this research was to shape engineer composite zeolites and fine-tune their physiochemical properties to improve the catalytic production of dimethyl ether (DME) and light olefins that are typically used as substitution to diesel fuel and polymer precursors, respectively. Specifically, HZSM-5 and silicalite-1 zeolites were formulated into monolithic contactors using 3D printing technique, followed by subsequent SAPO-34 crystals growth through …

Enhanced Electrochemical Performance Of Li-Ion Battery Cathodes By Atomic Layer Deposition, Yan Gao

Doctoral Dissertations

”Li-ion battery now plays an irreplaceable role in supplying green and convenient energy. In this work, atomic layer deposition (ALD) was used to modify Li-ion battery cathode particles for performance enhancement.

An ultrathin and conductive CeO₂ ALD film was deposited on Li-rich layered cathode particles, of which the specific capacity and cyclic stability were significantly improved. On the same cathode particles, FeO_x ALD and post-annealing resulted in a stable and conductive surface spinel phase to improve the performance.

Synergetic TiN coating and Ti doping were performed on a LiFePO₄ (LFP) cathode and extended its cycle life. The …

Investigation Of Urea Decomposition And Deposit Formation In Diesel Exhaust After-Treatment System, Anand Alembath

Doctoral Dissertations

“Urea-selective catalytic reduction (SCR) system has proved to be an effective solution to reduce NO_x emissions in commercial vehicle (CV) diesel engines. A significant challenge in urea injection is to comprehend its decomposition chemistry that leads to formation of undesired deposits in the exhaust system unit. Due to complex interaction of multi-phase fluid flow and transport processes, significant uncertainty is associated with the identification of interacting factors that control the deposit initiation and its growth. To meet the future ultra-low NO_x emissions and to deliver ammonia without deposit formation, there is an imminent need to develop the urea-SCR …

Next Generation Of Applications Of Metal-Organic Frameworks For Energy And Environmental Sustainability, Qian Liu

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

My PhD work aimed at using Metal-organic frameworks (MOFs) for mitigating the environmental issues and energy crisis associated with anthropogenic activities. Specifically, we developed robust platforms and/ or systems using MOF as “scaffolds” to allow for model pollutant detection and CO₂ sequestration and benign transformation respectively.

First, I detailed how photocatalytic properties of 2,5-furandicarbocylic acid (FDCA) in its alone and its MOF- integrated form (MIL-160) were used for the first time for the reduction of Ag⁺ at room conditions. Such photocatalytic activities could then be used in user-designed hybrids (i.e., Ag/MIL-160) to form sensorial platforms for prevalent phenol …

Factors Impacting The Transport And Enhanced Oil Recovery Potential Of Polymeric Nanogel In Sandstone, Haifeng Ding

Doctoral Dissertations

"Enhanced oil recovery (EOR) using nanometer-sized particles has drawn great attention in the oil industry because of their various advantages brought by size. However, their applications on a field scale are very limited, especially for deformable nanoparticles. The objective of this research is to explore the transport behavior of deformable polymeric nanoparticles (nanogel), the factors impacting these behavior, and their EOR potentials. First, 240 published nanoparticle core flooding experiment data were collected and analyzed about the extent to what the nanoparticles can improve oil recovery. Results show that on the laboratory scale the incremental oil recovery could be as high …

Investigating The Factors Impacting The Success Of Immiscible Carbon Dioxide Injection In Unconventional Shale Reservoirs: An Experimental Study, Sherif M. Fakher

Doctoral Dissertations

"Unconventional shale reservoirs are currently gaining significant interest due to the huge hydrocarbon volumes that they bear. Enhanced oil recovery (EOR) techniques have been suggested to increase recovery from shale reservoirs. One of the most promising EOR methods is gas EOR (GEOR), most notably carbon dioxide (CO₂). Not only can CO₂ increase oil recovery by interacting with the oil and the shale, but it has also been shown to adsorb to the shale rock and thus is effective in both EOR applications and also carbon storage purposes. This research aims to experimentally investigate several of the interactions …

Evaluation Of The Performance Of Different Polymer Gel Systems As An In-Depth Gel Treatment Using Numerical Simulation, Tariq K. Khamees

Doctoral Dissertations

"Oil production from heterogeneous and naturally fractured reservoirs are usually hindered due to the presence of high-permeability streaks and natural fractures networks. Oil production could be more lowered if there is a crossflow from the high- to the low-permeability layers and high mobility ratio. These problems are called conformance problems and the treatment is called conformance improvement technologies (CITs). The aims of CIT is to correct the heterogeneity of the reservoir and to lower the unfavorable mobility ratio. These technologies are leading to the diversion of post-treatment water into the low-permeability layers and to increase the viscosity of the displacing …

Experimental And Modeling Studies Using Packed Bed Reactors: Liquid Phase Ethylene Production By Hydrogenation Of Acetylene, Humayun Shariff

Doctoral Dissertations

"Gas-phase catalytic hydrogenation of acetylene to produce ethylene, commonly practiced in industries, has green oil formation, which leads to catalyst deactivation and sometimes reactor runaway risks due to high exothermicity. To overcome these issues as well as to increase the selectivity and conversion, liquid-phase hydrogenation of acetylene was investigated in packed bed reactors (PBR) using a commercial catalyst. The reactor performance of two-phase flow PBRs was assessed experimentally complemented by a validated mathematical model at different scales.

The selective hydrogenation of acetylene in the liquid phase over a commercial 0.5 wt% Pd/Al₂O₃ catalyst was investigated in a …

Experimental Study On A Novel Eor Method -- Polymeric Nanogel Combined With Surfactant And Low Salinity Water Flooding To Enhance Oil Recovery, Mustafa M. Almahfood

Doctoral Dissertations

“Extracting higher amounts of oil from current reservoirs is a necessity for the oil industry to enhance their profitability and sustainability. The desire to recover more oil from the existing reservoirs has led to a growing interest of nanoparticle application in enhanced oil recovery (EOR). However, most researchers have focused on the evaluation and surface modification of non-deformable nanoparticles. This dissertation evaluates the potential of deformable nanogel particles as an EOR material when they are combined with two other promising technologies - surfactant and low salinity water floodings. The particle size distribution, ζ-potential and interfacial tension were measured for a …

Biofuel Production From Spent Coffee Grounds By Supercritical Ethyl Acetate, Wirasinee Supang

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this work, spent coffee grounds (SCGs) was used as the feedstock for biofuel production by supercritical ethyl acetate. The SCGs is waste obtained from coffee industrial that is continuously increasing every year. To make SCGs becomes more valuable, utilization of ethyl acetate as the extracting and reacting solvents for biofuel production via interesterification reaction. The characterization of SCGs sample showed that the moisture content of fresh SCGs was around 56 wt%. After oven drying, the moisture of SCGs was reduced to 12.76 %wt. To prolong the shelf-life of the sample and to minimize impact of hydrolysis on interesterification reaction, …

The Deactivation Study Of Titanium Dioxide Catalyst In Thermochemical Processes Via Density Functional Theory, Chinanang Ngamlaor

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this study, the investigation of catalytic deactivation of TiO2 by coking was performed using DFT. The effect of the Hubbard U, which was varied as U equal 4 to 6 eV and Van der Waal corrections on electronic properties were also investigated. The effect of temperature in the range of 400-1000°C was also studied. This work aims to understand relatives of coke formation, oxygen vacancy, phase transformation. The increment of the Hubbard U values provide a more accurate quantitative cited by the energy gap from the experimental investigation, the appropriate U value of the A-TiO2 (101) is 4 eV, …

The Deactivation Of Gamma-Alumina Based Catalyst During Aqueous Phase Reaction Using Density Function Theory, Phakaorn Aphichoksiri

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Nowadays, biomass conversion has become a more attractive process to produce fuels and various high-value chemicals from biological materials. From many kinds of catalysts, the metal-supported gamma-alumina (γ-Al2O3) is a widely used catalyst for various transformation processes, especially in the aqueous phase reaction. Typically, coke formation on γ-Al2O3 causes catalyst deactivation in the thermal reaction process. Moreover, incorporation of aqueous phase medium initiates hydroxylation of γ-Al2O3 and phase transformation of γ-AlOOH, leading to the catalyst deactivation. Not only coke formation and phase transformation are the cause of catalytic deactivation, but the oxygen vacancy, changing the activity of the catalyst, should …

Deactivation Of Manganese Dioxide Electrocatalyst In Zinc-Air Batteries Studied Via Density Functional Theory, Puwit Buapin

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Manganese dioxide (MnO2) is the effective electrocatalysts used as a cathode for Zn-Air batteries (ZABs) accounted for the acceleration of the oxygen reduction reaction (ORR). There are various studies on the ORR activity of MnO2 rather than deactivation mechanisms. In this work, the deactivation mechanisms of α-MnO2 and β-MnO2 was investigated by density functional theory and computational hydrogen electrode. It was found that, the phase transformation from the α-MnO2 (211) to β-MnO2 (110) shows that the catalyst deactivation is due to the higher overpotential of β-MnO2 (110) making electrocatalyst efficiency low. For Ov surfaces, it illustrates that the performance is …

Pelletization Of Cao Catalyst For Biodiesel Production Via Transesterification Of Palm Oil, Warisara Vornuch

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis investigates biodiesel production from palm oil by transesterification using extruded CaO catalysts. The preparation parameters of extruded CaO catalysts were investigated including 1) binder type including activated alumina, diatomite and kaolin, 2) calcination temperature at 700, 800 and 900°C, 3) mass ratio of CaO to the binder at 1: 1, 3: 1 and 6: 1. The Effect of catalyst shape of the extruded CaO and the addition of pore forming (polyacrylamide) on the catalytic activity of extruded CaO were also studied using transesterification using methanol to palm oil. The ratio of methanol to palm oil was fixed at …

การประมาณค่าจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาการสังเคราะห์ดีเฟอราซิร็อกซ์จากค่าการไหลของความร้อนจากปฏิกิริยาเพื่อนำไปขยายขนาดในระดับเครื่องนำร่อง​, วสันต์ คงในขาว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ดีเฟอราซิร็อก เป็นวัตถุดิบทางเภสัชกรรมได้ถูกนำมาใช้เป็นยารักษาโรค สำหรับผู้ป่วยที่มีสภาวะเหล็กในร่างกายเกิน เช่น ผู้ป่วยธาลัสซีเมีย หรือผู้ที่ร่างกายได้รับการถ่ายเลือดเป็นเวลานาน ดีเฟอราซิร็อกซ์เป็นสารตัวหนึ่งที่สามารถเข้าไปจับกับพันธะของเหล็กในร่างกายได้ โดยในปัจจุบันนี้ทางองค์การเภสัชกรรมได้มีการพัฒนาการการสังเคราะห์ยาดีเฟอราซิร็อกซ์ โดยใช้สารอนุพันธ์ Benzoxazinone เป็นสารตั้งต้นซึ่งมีสถานะเป็นของแข็ง ละลายในตัวทำละลายเอทานอล สำหรับในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาหาค่าตัวแปรทางจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมีจากข้อมูลการไหลทางความร้อนของปฏิกิริยาซึ่งถูกวิเคราะห์ด้วยเครื่อง Reaction calorimeter โดยทำการทดลองเก็บข้อมูลที่สภาวะของการสังเคราะห์ในเครื่องปฎิกรณ์แบบกะที่อุณหภูมิ 65 ถึง 75 องศาเซลเซียส และความเร็วรอบของใบกวนที่ 50 ถึง 350 รอบต่อนาที การคายความร้อนของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะถูกนำไปวิเคราะห์และเปรียบเทียบกับข้อมูลที่ได้ด้วยเทคนิคการวิเคราะห์เชิงถดถอยแบบไม่เป็นเส้นตรงโดยใช้โปรแกรมภาษาไพธอนในการเขียนชุดคำสั่งเพื่อหาค่าตัวแปรทางจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาจากผลการวิเคราะห์ที่ได้พบว่าค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยามีค่าเท่ากับ 0.04029 ลิตรต่อวินาทีต่อโมล และให้ค่าพลังงานกระตุ้นเท่ากับ 181.7 กิโลจูลต่อโมล ซึ่งค่าจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยานี้เป็นข้อมูลที่สำคัญที่สามารถนำไปใช้ในแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการทำนายอุณหภูมิของปฏิกิริยาที่มีการคายความร้อนในระดับนำร่องหรือระดับอุตสาหกรรมต่อไปได้

การประยุกต์พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณเพื่อทำนายสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนออกซิเจนเชิงปริมาตรรวมของระบบ อากาศ-น้ำ ในถังกวนรัชทอนเทอร์ไบน์คู่แบบไม่มาตรฐาน, กรทรรศน์ สติตรึก

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กระบวนการหมักเป็นกระบวนการที่พบได้มากในอุตสาหกรรม โดยทั่วไปแล้วนิยมใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบถังกวนที่มีการป้อนออกซิเจนเข้าสู่ระบบเพื่อให้เซลล์ในระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในการขยายขนาดของถังหมักนั้น นอกจากจะต้องคำนึงถึงสภาวะ well mixed แล้ว อัตราการถ่ายโอนออกซิเจนภายในระบบ เป็นอีกตัวแปรหนึ่งที่ต้องคำนึงถึง ในการทดลองขยายขนาดโดยการกำหนดอัตราการถ่ายโอนออกซิเจนคงที่ พบว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้มีคุณภาพแย่ลง อย่างไรก็ตาม ในการขยายขนาดดังกล่าวมีการเปลี่ยนแปลงของระยะระหว่างใบปั่นกวน และความสูงของของไหลทำงานที่ใช้ งานวิจัยนี้จึงมีจุดประสงค์ที่จะศึกษาผลการเปลี่ยนแปลงของสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนออกซิเจนเชิงปริมาตรที่เกิดขึ้นภายในถังกวนระบบน้ำ-อากาศที่ติดตั้งใบปั่นกวนแบบรัชทอนเทอร์ไบน์คู่ โดยใช้พลศาสตร์การไหลเชิงคณนา (CFD) ในการทำนายพลศาสตร์ที่เกิดขึ้นภายในระบบ โดยใช้แบบจำลอง Eulerian และแบบจำลองความปั่นป่วน k-ϵ ร่วมกับสมการ population balance ผลการสอบเทียบสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนออกซิเจนเชิงปริมาตรรวมของระบบ จากแบบจำลองกับผลการทดลอง พบว่ามีแนวโน้มสอดคล้องกัน และมีความคลาดเคลื่อนไม่เกินร้อยละ 10 ผลการทำแบบจำลองพบว่าการเปลี่ยนแปลงระยะระหว่างใบปั่นกวนจะไม่ส่งผลต่อลักษณะการไหลของวัฏภาคน้ำ และอากาศภายในระบบ จะไม่ส่งผลให้สัมประสิทธิ์การถ่ายโอนออกซิเจนเชิงปริมาตรภายในระบบเปลี่ยนแปลง ในส่วนของการเปลี่ยนแปลงความสูงของของไหลในระบบ พบว่าไม่ส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนออกซิเจนเชิงปริมาตรเฉพาะที่ภายในระบบ แต่เนื่องจากระดับของใบปั่นกวนไม่เปลี่ยนแปลงตามความสูงน้ำที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ระบบที่มีความสูงของน้ำอยู่ใกล้กับใบปั่นกวนมีแนวโน้มของสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนออกซิเจนเชิงปริมาตรรวมของระบบสูงกว่า นอกจากนี้ที่ระดับความสูงของน้ำใกล้กับใบปั่นกวนมาก ๆ จะส่งผลให้ลักษณะการไหลที่เกิดจากใบปั่นกวนเปลี่ยนไป ทำให้กำลังที่ใช้มีค่าลดน้อยลงด้วย

การประเมินค่าตัวแปรทางจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาการออกซิไดซ์โทลูอีนบนตัวเร่งปฏิกิริยา V2o5/Tio2, นนทกิจ อนนทสีหะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการประมาณค่าพารามิเตอร์ทางจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาการออกซิไดซ์โทลูอีนบนตัวเร่งปฏิกิริยา V2O5/TiO2 โดยตัวเร่งปฏิกิริยาเตรียมด้วยวิธีการเคลือบฝังแบบเปียกและวิเคราะห์คุณลักษณะด้วยเทคนิค SEM-EDX, nitrogen physisorption, XRD และ NH3-TPD สำหรับการทดสอบความสามารถในการเร่งปฏิกิริยา ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา V2O5/TiO2 ปริมาณ 0.1 g กระทำในช่วงอุณหภูมิ 150oC – 300 oC ความดันบรรยากาศ อัตราการไหลรวมของแก๊สอยู่ในช่วง 180 – 200 ml/min ส่วนประกอบของแก๊สขาเข้าเครื่องปฏิกรณ์ประกอบด้วย โทลูอีน 800-1000 ppm และอากาศที่มีความเข้มข้นออกซิเจน 3, 12 และ 21 % นอกจากนี้ยังมีการเติม SO2 0, 25 และ 50 ppm และ NO 100 ppm ร่วมด้วยเพื่อดูผลต่อปฏิกิริยา ผลการทดลองพบว่า SO2 สามารถช่วยลดค่าพลังงานกระตุ้น Ea ของปฏิกิริยาได้เล็กน้อยทำให้ค่าการออกซิไดซ์โทลูอีนเพิ่มขึ้นแต่ผลที่ได้มีค่าไม่เด่นชัดเมื่อเทียบกับผลของการเพิ่มความเข้มข้น O2 โดยค่าพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาที่คำนวณได้มีค่าอยู่ในช่วง 53-59 kJ/mol ณ 3 % O2, 44-46 kJ/mol ณ 12 % O2 and 40-42 kJ/mol ณ 21 % O2 นอกจากนี้ยังพบว่าเมื่อมี NO ในระบบค่าการออกซิไดซ์โทลูอีนจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและยังพบว่าเกิดปฏิกิริยาอื่นเกิดร่วมด้วยในช่วงอุณหภูมิต่ำ (150-250 oC) โดยปฏิกิริยาข้างเคียงที่เกิดขึ้นนี้ช่วยในการออกซิไดซ์โทลูอีนเหมือนกันและมีค่าพลังงานกระตุ้นต่ำกว่าปฏิกิริยาหลัก นอกจากนี้ยังตรวจไม่พบ CO2 ในระบบแสดงว่าปฏิกิริยาเกิดที่หมู่เมทิลเป็นหลัก นอกจากการทดลองแล้วยังได้ทำการใช้โปรแกรม GNU-Octave เพื่อคำนวณผลของค่า WHSV ต่อค่าการออกซิไดซ์โทลูอีนในระบบโดยใช้แบบจำลอง pseudo-homogeneous แบบหนึ่งมิติซึ่งได้ผลว่าเมื่อเพิ่มค่า WHSV จะส่งผลให้ค่าการออกซิไดซ์โทลูอีนลดลง

การพัฒนาสูตรตำรับยาแคลเซียมชนิดเม็ดด้วยวิธีการตอกตรง, อรรถพล ฮกเจริญ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาสูตรตำรับแคลเซียมชนิดเม็ดด้วยวิธีการตอกตรง โดยทุกวัตถุดิบจะผ่านการผสมให้เข้ากันเป็นเนื้อเดียว และตอกขึ้นรูปเม็ดด้วยเครื่องตอกเม็ดยาแบบสากเดี่ยว วัตถุดิบที่ทดสอบในงานนี้ ได้แก่ แคลเซียมคาร์บอเนต ไตรแคลเซียมซิเตรท และแคลเซียมคาร์บอเนตที่ได้มาจากเปลือกไข่ ใช้เป็นสารสำคัญหลัก ชนิดของสารช่วยตอกเม็ด ได้แก่ แลคโตสโมโนไฮเดรต, ไฮดรอกซีโพรพริลเมทิลเซลลูโลส, โคโพวิโดน, โซเดียมสตาร์ซไกลโคเลท, แมกนีเซียมสเตียเรท และคอลลอยดัลซิลิคอนไดออกไซด์ ที่อัตราส่วนต่างๆ ถูกนำมาทดสอบในเครื่องผสมแบบคิวบิก ผลของอัตราส่วนของสารสำคัญต่อคุณสมบัติทางกายภาพ คุณลักษณะของเม็ด และการขึ้นสูตรต้นตำรับได้ถูกศึกษา จากผลที่ได้ พบว่า ธาตุแคลเซียมที่วิเคราะห์ด้วยเครื่องอะตอมิกซ์แอบชอร์พชันสเปกโทรมิเตอร์ที่ความยาวคลื่น 422.7 นาโนเมตร มีค่าใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณจากทฤษฎี เม็ดหลักที่เตรียมด้วยวิธีการตอกตรงที่อัตราส่วนต่างๆ มีลักษณะทางกายภาพที่ดี โดยเม็ดหลักมีสีขาวที่พื้นผิวเรียบ คุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ความแข็ง ความกร่อน ความหนา และความแปรปรวนของน้ำหนักเม็ด ได้ยืนยันตามมาตรฐานเภสัชตำรับของอเมริกา นอกจากนี้ การศึกษาการละลายมีค่ามากกว่า 80% ในสารละลายฟอสเฟสบัพเฟอร์ ที่มีค่าความเป็นกรดด่าง 6.8 ในเวลา 1 ชั่วโมง ข้อมูลของการทดลองการละลายมีความสอดคล้องกับรูปแบบทางคณิตศาสตร์ของ Korsmeyer-Peppas ในสูตรตำรับ F 1 และสอดคล้องกับสมการจลนศาสตร์อันดับหนึ่ง ในสูตรตำรับ F02 และ F3 เม็ดหลักได้ถูกนำมาเก็บในภาชนะขวดสีชาฝาเกลียวปิดสนิทที่อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 8 สัปดาห์ พบว่า ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสมบัติทางกายภาพ ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญของความแข็ง ความกร่อน และความแปรปรวนของน้ำหนักเม็ดระหว่างการผลิตแบบกะขนาดเล็กและแบบขยายขนาด

การออกแบบและวิเคราะห์การผลิตไฮโดรเจนจากฟางข้าวผ่านกระบวนการเคมิคอลลูปปิงแก๊สซิฟิเคชันร่วมกับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์, โศธิดา ไชยธานี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ได้นำเสนอกระบวนการเคมิคอลลูปปิงแก๊สซิฟิเคชันร่วมกับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นการร่วมกันของกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันชีวมวลที่มีการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์และกระบวนการไอน้ำ-เหล็ก สำหรับผลิตไฮโดรเจนจากฟางข้าว โดยใช้เหล็กออกไซด์ (Fe3O4) เป็นตัวพาออกซิเจน และแคลเซียมออกไซด์ (CaO) เป็นตัวดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ การสร้างแบบจำลองของกระบวนการที่นำเสนอจะอยู่บนพื้นฐานของวิธีการทางอุณหพลศาสตร์โดยใช้โปรแกรมแอสเพนพลัส (Aspen Plus) จากการศึกษาผลกระทบของตัวแปรที่สำคัญพบว่า สัดส่วนผลได้ของไฮโดรเจน และความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนในเตาปฏิกรณ์เชื้อเพลิงสามารถเพิ่มได้จากการเพิ่มอัตราส่วนของไอน้ำที่ป้อนเข้าสู่เตาปฏิกรณ์เชื้อเพลิงต่อคาร์บอนและอัตราส่วนของแคลเซียมออกไซด์ต่อคาร์บอน ความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์ในสายผลิตภัณฑ์ไฮโดรเจนบริสุทธิ์มีค่าน้อยกว่า 50 ppm เมื่ออุณหภูมิของเตาปฏิกรณ์ไอน้ำดำเนินการที่ 500 องศาเซลเซียส กระบวนการมีค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนเป็น 58.01% เมื่อกระบวนการดำเนินการที่สภาวะที่เหมาะสม ซึ่งเกิดขึ้นได้เมื่ออุณหภูมิของเตาปฏิกรณ์เชื้อเพลิงเท่ากับ 672.4 องศาเซลเซียส และอัตราส่วนของไอน้ำที่ป้อนเข้าสู่เตาปฏิกรณ์เชื้อเพลิงต่อคาร์บอน อัตราส่วนของเหล็กออกไซด์ต่อคาร์บอน อัตราส่วนของแคลเซียมออกไซด์ต่อคาร์บอน และอัตราส่วนของไอน้ำที่ป้อนเข้าสู่เตาปฏิกรณ์ไอน้ำต่อคาร์บอนเท่ากับ 1.63 0.5 0.8 และ 1.44 ตามลำดับ กระบวนเคมิคอลลูปปิงแก๊สซิฟิเคชันร่วมกับการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ได้ถูกปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนด้วยการออกแบบเครือข่ายแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการวิเคราะห์จุดพินช์ นอกจากนี้ยังได้ทำการวิเคราะห์เอกเซอร์จี เพื่อระบุว่าส่วนใดในกระบวนการที่ใช้พลังงานไม่มีประสิทธิภาพ จากผลการวิเคราะห์พบว่า เตาปฏิกรณ์ไอน้ำ (SR) มีการสูญเสียเอกเซอร์จีมากที่สุดในกระบวนการ โดยกระบวนการนี้มีประสิทธิภาพเชิงเอกเซอร์จี 83.89% และสูญเสียเอกเซอร์จี 81,356.39 วัตต์

การเตรียมคาร์บอนที่มีรูพรุนจากเรซินน้ำมันเปลือกเมล็ดมะม่วงหิมพานต์-ฟอร์มาลดีไฮด์, วรวรรณ จันทรา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาการนำน้ำมันเปลือกเมล็ดมะม่วงหิมพานต์ มาใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์เรซินน้ำมันเปลือกเมล็ดมะม่วงหิมพานต์-ฟอร์มาลดีไฮด์ผ่านทางกระบวนการพอลิเมอร์ไรเซชันโดยไม่มีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อทดแทนการใช้ฟีนอลซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ทางปิโตรเลียม และเพื่อเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับเรซิน จึงได้นำเรซินไปต่อยอดเป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์เป็นคาร์บอนที่มีรูพรุน ผ่านทางกระบวนการคาร์บอไนเซชันภายใต้แก๊สไนโตรเจน และเพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของพื้นที่ผิวจำเพาะ และปริมาตรของรูพรุนให้กับคาร์บอนที่สังเคราะห์ได้ จึงได้มีการนำไปผ่านกระบวนการกระตุ้น 2 วิธี ได้แก่ การกระตุ้นทางกายภาพด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และการกระตุ้นทางเคมีด้วยสารละลายเหล็ก (III) ไนเตรต [Fe(NO3)3] ในส่วนของการวิเคราะห์ เรซินจะถูกทดสอบสมบัติเชิงความร้อน คาร์บอนจะถูกทดสอบสมบัติด้วยวิธี เอกซ์เรยดิฟแฟรกชัน การดูดซับและการคายซับไนโตรเจน และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด จากการศึกษาพบว่าเรซินมีสมบัติเชิงความร้อนอยู่ในช่วงอุณหภูมิ 382-750 องศาเซลเซียส เมื่อนำเรซินไปผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชันภายใต้แก๊สไนโตรเจน คาร์บอนที่ได้มีค่าพื้นที่ผิวจำเพาะ ปริมาตรรูพรุนแบบไมโครพอร์และมีโซพอร์น้อยมากจนถือว่าไม่มีรูพรุนเกิดขึ้น ในทางกลับกันเมื่อทำการกระตุ้นทางกายภาพด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนที่ได้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น โดยช่วยเสริมสร้างการเกิดของรูพรุนแบบไมโครพอร์ ส่งผลให้ค่าพื้นที่ผิวจำเพาะสูงที่สุดมีค่าเท่ากับ 291 ตารางเมตรต่อกรัม โดยมีปริมาตรรูพรุนแบบไมโครพอร์เท่ากับ 0.1104 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม นอกจากนี้เมื่อนำไปกระตุ้นทางเคมีด้วยสารละลายเหล็ก (III) ไนเตรต สามารถช่วยก่อให้เกิดการสร้างของรูพรุนแบบมีโซพอร์ ที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงมีค่าเท่ากับ 153 ตารางเมตรต่อกรัม และมีปริมาตรรูพรุนแบบมีโซพอร์เท่ากับ 0.0928 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม อีกทั้งคาร์บอนที่ได้ยังแสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็ก สามารถแยกออกจากตัวกลางได้ง่ายด้วยแรงแม่เหล็กภายนอก

การเตรียมและศึกษาคุณสมบัติของไบเจลน้ำมันถั่วดาวอินคา, ญาดา ยะก๊บ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ไบเจลเป็นเทคโนโลยีแบบใหม่ที่มีศักยภาพมากในการนำส่งสารออกฤทธิ์สำหรับการประยุกต์ใช้ทางเครื่องสำอาง วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อพัฒนาและกำหนดลักษณะระบบไบเจลจากน้ำมันถั่วดาวอินคาที่บรรจุสารเรตินิลปาล์มมิเตท ไบเจลถูกเตรียมโดยการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยแรงเฉือนสูง ระหว่าง ส่วนออร์กาโนเจลด้วยน้ำมันถั่วดาวอินคา และสารซิลิกาไดเมททิลซิลิเลท ส่วนไฮโดรเจลประกอบด้วยคาร์โบพอล 940 และน้ำ พารามิเตอร์ตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ อัตราเฉือน (1200-1500 rpm), ความเข้มข้นของเจลของไฮโดรเจล (0.3-0.5% โดยน้ำหนัก), ความเข้มข้นของสารก่อเจลในออร์กาโนเจล (6-8% โดยน้ำหนัก) และอัตราส่วนของออร์กาโนเจลต่อไฮโดรเจล (10:90-50:50) ผลที่ได้เสดงถึงสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียม ได้แก่ อัตราเฉือน 1500 rpm, ความเข้มข้นของเจลของไฮโดรเจล 0.5% โดยน้ำหนัก, ความเข้มข้นของสารก่อเจลในออร์กาโนเจล (6 หรือ 8% โดยน้ำหนัก) และอัตราส่วนของออร์กาโนเจลต่อไฮโดรเจล ที่ 10:90 โครงสร้างจุลภาค คุณสมบัติทางกายภาพ การเรียงตัวและการวิเคราะห์ขนาดอนุภาคถูกตรวจสอบโดยกล้องจุลทรรศน์ ไบเจลให้การปลดปล่อยสารสารเรตินิลปาล์มมิเตทแบบค่อย ๆ ปลดปล่อยและมีคุณลักษณะที่ดี เป็นเวลา 3 เดือน

การแยกน้ำออกจากสารละลายโซเดียมเมทิลเลทในเมทานอลด้วยวิธีการสตริปปิ้ง, ศิวกร นามเขื่อนแพทย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โซเดียมเมทิลเลทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในกระบวนการผลิตไบโอดีเซล โซเดียมเมทิลเลทสามารถผลิตได้จากการทำปฏิกิริยาของเมทานอลกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเกิดน้ำเป็นผลิตภัณฑ์ข้างเคียง น้ำจะไปรบกวนกระบวนการผลิตไบโอดีเซลทำให้เกิดสบู่ การศึกษานี้เป็นการศึกษาการแยกน้ำออกจากสารละลายโซเดียมเมทิลเลทในเมทานอลด้วยวิธีการสตริปปิ้ง การทดลองทำในหอสตริปปิ้งต้นแบบที่สภาวะอุณหภูมิการป้อนเข้าของไอเมทานอลร้อนยวดยิ่งที่อุณหภูมิจาก 100 ถึง 140 องศาเซลเซียส อัตราส่วนของเหลวต่อไอ (L/V ratio) จาก 1:1.3 ถึง 1:2 เท่าของอัตราส่วนของเหลวต่อไอสูงสุด ((L/V)max) และปริมาณน้ำในของเหลวที่ป้อนเข้าจากร้อยละ 3.23 ถึง 6.25 โดยน้ำหนัก (เทียบเท่าสารละลายโซเดียมเมทิลเลทที่ร้อยละ 10 ถึง 20 โดยน้ำหนัก) ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อเพิ่มอุณหภูมิของไอเมทานอล น้ำจะระเหยจากสารละลายโซเดียมเมทิลเลทได้มากขึ้น และปริมาณเมทานอลที่ควบแน่นจากไอเมทานอลลดลง เมื่อเพิ่มอัตราส่วนของเหลวต่อไอสูงสุด ((L/V)max) น้ำจะระเหยจากสารละลายโซเดียมเมทิลเลทได้มากขึ้น และปริมาณเมทานอลที่ควบแน่นจากไอเมทานอลลดลง และเมื่อปริมาณน้ำในสารละลายโซเดียมเมทิลเลทสายป้อนเพิ่มขึ้น ความสามารถในการระเหยน้ำจากสารละลายโซเดียมเมทิลเลทลดลง และปริมาณเมทานอลที่ควบแน่นจากไอเมทานอลเพิ่มขึ้น ผลการทดลองทั้งหมดยังแสดงให้เห็นว่าน้ำถ่ายเทจากสารละลายเข้าสู่ไอเมทานอลโดยน้ำจะระเหยกลายเป็นไอก่อนการถ่ายเท ความร้อนที่ใช้ในการระเหยน้ำได้รับมาจากไอของเมทานอล ส่งผลให้ไอเมทานอลบางส่วนเกิดการควบแน่นกลายเป็นของเหลวลงสู่สารละลาย

ปฏิกิริยาดีคาร์บอกซีเลชันและดีคาร์บอนิลเลชันของน้ำมันปาล์มโอเลอิน โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลโมลิบดีนัมและโคบอลต์โมลิบดีนัม, ชนน ศรีชัยวรนาถ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาปฏิกิริยาดีคาร์บอกซีเลชันและปฏิกิริยาดีคาร์บอนิลเลชันของน้ำมันปาล์มโอเลอิน เพื่อให้สัดส่วนของนอร์มอลพาราฟินที่มีคาร์บอนอะตอมเลขคี่สูงขึ้น โดยใช้นิกเกิลโมลิบดีนัมและโคบอลต์โมลิบดีนัมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่งที่มีการไหลแบบต่อเนื่อง ในสภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันที่แตกต่างกัน ที่อุณหภูมิ 300 320 340 360 และ 380 องศาเซลเซียส ที่ความดัน 220 300 และ 450 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว จากผลการวิจัยค้นพบว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้มีสารประกอบนอร์มอลพาราฟินซที่มีจำนวนของคาร์บอนอะตอมตั้งแต่ 15 ถึง 18 อะตอม การเพิ่มอุณหภูมิที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาทำให้ปฏิกิริยาปฏิกิริยาดีคาร์บอกซีเลชันและปฏิกิริยาดีคาร์บอนิลเลชันเกิดได้มากขึ้น และการลดความดันทำให้ปฏิกิริยาปฏิกิริยาดีคาร์บอกซีเลชันและปฏิกิริยาดีคาร์บอนิลเลชันเกิดได้มากขึ้น โดยตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้อัตราการเลือกเกิดนอร์มอลพาราฟินคาร์บอนเลขคี่ต่อเลขคู่มากที่สุดคือ ตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์โมลิบดีนัม ซึ่งปฏิกิริยาเกิดได้อย่างสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 380 องศาเซลเซียส และสภาวะของการทดลองที่ให้ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้มากที่สุดคือที่อุณหภูมิ 360 องศาเซลเซียส และ ที่ความดัน 220 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว

ผลกระทบของ So2 และ No ต่ออัตราการออกซิไดซ์โทลูอีนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา Wo3/Tio2, วีรวิช เตชัสวงศ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาเพื่อประมาณค่าพารามิเตอร์ทางจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาการออกซิไดซ์โทลูอีน ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา WO3/TiO2 ทำการวิเคราะห์คุณลักษณะตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเทคนิค SEM-EDX, Nitrogen Physisorption, XRD และ NH3-TPD ทำการทดสอบความสามารถของตัวเร่งปฏิกิริยา WO3/TiO2 ที่บรรจุลงในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่งปริมาณ 0.1 g ในการออกซิไดซ์โทลูอีน 800-1000 ppm ในช่วงอุณหภูมิ 150-450 °C โดยมีความเข้มข้นของ O2 ที่ 3, 12 และ 21 vol% ความเข้มข้นของ SO2 ที่ 0, 25 และ 50 ppm ความเข้มข้นของ NO ที่ 0 และ 100 ppm และปรับอัตราไหลรวมเป็น 200 mL/min โดยใช้ก๊าซไนโตรเจน จากการศึกษาพบว่าการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้น O2 ส่งผลให้ค่าการเปลี่ยนแปลงของการออกซิไดซ์โทลูอีนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาดีขึ้น และเห็นได้เด่นชัดในช่วงอุณหภูมิสูง เมื่อมีค่าความเข้มข้นของ SO2 เข้ามาในระบบ จะส่งผลต่อค่าการเปลี่ยนแปลงของการออกซิไดซ์โทลูอีนดีขึ้นเพียงเล็กน้อย เมื่อพิจารณาค่าพารามิเตอร์ทางจลนพลศาสตร์ พบว่าในปฏิกิริยาการออกซิไดซ์โทลูอีนเมื่อความเข้มข้นของ O2 เพิ่มขึ้นค่าพลังงานกระตุ้นมีค่าลดลง โดยค่าพลังงานกระตุ้นที่ความเข้มข้น O2 3 vol% อยู่ในช่วง 55-66 kJ/mol ที่ความเข้มข้น O2 12 vol% อยู่ในช่วง 55-56 kJ/mol และที่ความเข้มข้น O2 21 vol% อยู่ในช่วง 55-57 kJ/mol เมื่อเพิ่ม NO เข้าไปในระบบพบว่าค่าการเปลี่ยนแปลงของโทลูอีนเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากพบว่าไม่พบการเกิด CO2 ขึ้นในระบบ จึงคาดว่าโทลูอีนเกิดการเปลี่ยนแปลงไปเป็นสารอินทรีย์ที่มีจุดเดือดสูง นอกจากนี้ได้ทดลองใช้โปรแกรม GNU-Octave โดยใช้แบบจำลอง pseudo-homogeneous แบบหนึ่งมิติ เพื่อคำนวณผลของค่า WHSV ต่อค่าการเปลี่ยนแปลงของการออกซิไดซ์โทลูอีนในระบบ พบว่าเมื่อเพิ่มค่า WHSV จะทำให้ค่าการเปลี่ยนแปลงของการออกซิไดซ์โทลูอีนมีค่าลดลง