Chemical Engineering Commons^™

On The Importance Of Novel Adsorption Processes And Structured Adsorbents For Biogas Upgrading And Storage, Kyle Newport

Doctoral Dissertations

The current adsorption processes investigated for biogas upgrading encounter severe challenges with regards to both adsorbents and processes, which necessitate the design and development of novel approaches to effectively separate carbon dioxide from methane and, hence, produce pipeline-grade renewable natural gas (RNG) as a fuel. These key challenges include (i) moderate CO2/CH4 selectivity, (ii) relatively long cycle times, (iii) high regeneration energy requirements, (iv) high-pressure drop, and (v) short adsorbent lifetime. The current biogas upgrading processes typically rely on pressure swing adsorption (PSA) or temperature swing adsorption (TSA). While PSA cycles are fast, the system requires large amounts of energy …

Synthesis Of Graphene Using Carbonaceous Materials In An Ultrasonic Reactor, Paul Chukwuma Ani

Doctoral Dissertations

The synthesis of high-quality graphene from sustainable carbonaceous feedstocks offers an avenue to reduce the environmental and economic costs associated with conventional graphite-based production. This research investigates the co-utilization of biochar and graphite as precursors for graphene fabrication in an ultrasonic reactor. Biochar was produced from biomass via downdraft gasification at 850 °C, yielding a high fixed-carbon, partially graphitized material with favorable surface area and porosity. Graphite, selected for its crystalline structure, was investigated with biochar to assess the influence of precursor composition on exfoliation efficiency, layer thickness distribution, and defect density. Ultrasonic-assisted liquid-phase exfoliation was employed, with process parameters …

Effect Of Solvent On Nonanoic And Azelaic Acids Yield Enhancement From Oxidative Cleavage Of Oleic Acid, Chakreeya Santhadklang

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study investigates the effect of solvent choice on the oxidative cleavage of oleic acid using hydrogen peroxide (H2O2) as the oxidant, with a focus on improving the yields of nonanoic acid (NA) and azelaic acid (AA). Solvent selection was found to play a critical role due to polarity differences between the reactants and oxidants. tert-Butanol was unsuitable because of its low boiling point, leading to the evaluation of higher-boiling solvents including guaiacol, acetoin, ethyl lactate, and isobutyric acid. Guaiacol and acetoin exhibited undesirable chemical reactivity, while ethyl lactate resulted in low yields due to hydrogen bonding with intermediate species. …

Experimental Investigation Of Surfactant Impact On Surfactant-Oil-Brine System For Surfactant Enhanced Oil Recovery, Chananpat Worpattanaluk

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Enhanced Oil Recovery (EOR) is a vital technique for improving hydrocarbon extraction efficiency from mature or low-production reservoirs. Among various EOR methods, chemical flooding, particularly surfactant-based EOR, has gained attention due to its ability to reduce interfacial tension (IFT), to alter rock wettability, and to mobilize trapped oil. However, the performance of surfactant systems is highly sensitive to reservoir salinity, temperature, and rock-fluid interactions, leading to surfactant precipitation, adsorption losses, and interfacial tension reduction. Therefore, understanding the effects of salinity, surfactant concentration, and the role of scale inhibitors on the physicochemical stability of surfactant-oil-brine systems is essential for designing robust …

Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution Via Novel Syntheses Of Srtio₃/G-C₃N₄ Heterojunction Photocatalysts, Chiramet Thatsanakunlaphan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Strontium titanate/graphitic carbon nitride (SrTiO3/g-C3N4) heterojunctions are widely used as photocatalysts. However, traditional multistep synthesis methods for these photocatalysts often involve complexity, long processing times, and high energy consumption. To address these issues, a systematic comparison of various simplified synthesis approaches was conducted, emphasizing the influence of synthesis parameters on the structural properties and hydrogen evolution performance. Six comparative studies were conducted to illustrate the roles of solvent choice, thermal post-treatment, and synthesis route. Results showed that ethylene glycol consistently produced more active photocatalysts than ethanol in both one-pot and two-step solvothermal methods. Non-calcined samples exhibited superior hydrogen evolution activity …

Development Of Defective Tiox And Hfo2-X For Efficient Visible-Light-Driven Photocatalytic Degradation Of Organic Pollutants, Mohammad Rahim Pour

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The development of efficient photocatalysts capable of operating under visible light is critical for addressing persistent organic contaminants in wastewater. In this thesis, two complementary strategies are presented that exploit defect engineering and heterojunction construction to enhance charge separation, light absorption, and pollutant degradation. In the first study, titanium oxide quantum dots with a high density of oxygen vacancies were dispersed onto H-Beta zeolite supports via a sono-deposition approach. The zeolite substrate not only enabled uniform distribution of sub-5 nm TiOx particles, but also promoted pre-accumulation of cationic dyes, which significantly improved their subsequent oxidation. Structural and spectroscopic analyses confirmed …

Feasibility Study Of Utilization Of Calcium-Based Material For Integrated Methane Dry Reforming And Co2 Absorption-Mineralization Processes, Nattanan Watcharasawat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis investigates an integrated absorption-mineralization and dry reforming of methane (IAM-DRM) loop. The aim is to demonstrate the feasibility of using CaCO3 derived from amine scrubbing both as a CO2 sink and as reactive support for in situ Ni activation during DRM, while simultaneously regenerating the MEA solvent and calcium material for repeated use. CO2 absorption of monoethanolamine (MEA) yield equilibrium loadings of 0.66 mol CO2 mol-1 MEA with regenerated MEA maintaining identical performance. Mineralization on CaCl2 and Ca(OH)2 produced different phases product. Temperature programmed DRM demonstrated that mineralized CaCO3 can activate Ni in situ and sustain CH4 conversion. …

Electrochemical Reduction And Regeneration Of Carbamate, Nattiya Jumpadib

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

A reliable method for removing carbon dioxide (CO2) gas from industrial emissions involves CO2 absorption into monoethanolamine (MEA) solution to achieve carbon neutrality. However, the regeneration of MEA is costly and still requires heat to release the CO2 that was captured and other processes to manage the CO2 onwards. Our research demonstrates that integrating CO2 capture with electrochemical CO2 conversion reduces regeneration processes and converts CO2 into valuable products. The electrochemical reduction and regeneration of MEA-CO2 adduct (carbamate) were investigated simultaneously by using copper pulse-electrodeposited on copper foils as a cathode in a microchannel reactor. The gas products were analyzed …

Effect Of Catalyst Bed Configuration On Temperature Profile And Reactor Performance For Fischer-Tropsch Synthesis : A Computational Fluid Dynamics Simulation, Natthasit Khawyen

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research investigates the performance of the Fischer–Tropsch reaction in a fixed-bed reactor packed with spiral-structured catalysts using COMSOL Multiphysics to evaluate heat management, hot spot reduction, and the enhancement of high-value product selectivity. The study comprises two main scenarios. The first examines the effects of tube spacing and number of tubes in a multitube reactor arranged in a hexagonal pattern using a 20% Co/SiO₂ spiral-structured catalyst. In models R1–R4, which contain a fixed number of 10 tubes, tube spacing was found to have only a limited influence on temperature distribution; all models still exhibited a hot spot near the …

Tailoring The Intrinsic Properties Of Polypropylene/Polypropylene Carbonate Blends Using Epoxidized Natural Rubber As A Bio-Based Compatibilizer, Patsita Suphansomboon

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The goal of this study was to enhance the biocompatibility of polypropylene/polypropylene carbonate (PP/PP) polymer blends by varying amounts of epoxidized natural rubber (ENR). This study focuses on determining how ENR concentration affects the interface and final properties of the polymer blend. A comprehensive analysis of the physical, mechanical, thermal, chemical, and dynamic mechanical properties, as well as the rheological properties of the PP/PPC system, was conducted to assess structural changes and property evolution within the PP/PPC system. The experimental results revealed that ENR can interact with PPC, resulting in a reduced domain size and a more uniform distribution. This …

Evaluating Co2 Storage Criteria : Focusing On Thailand's Petroleum Basins For Carbon Storage, Paul Tivere Benjamin

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Anthropogenic carbon dioxide (CO2) emissions from large point sources remain central to Thailand’s climate challenge, and geological carbon capture and storage (CCS) is now included in national mitigation plans. However, Thailand still lacks a transparent way to compare candidate saline aquifers and petroleum basins in terms of storage performance, containment, and socio-economic conditions, while allowing for uneven data quality. This thesis develops a Thailand-specific, two-stage framework that combines threshold-based screening with a multi-criteria ranking framework based on the Analytic Hierarchy Process (AHP) and Data Confidence Scores (DCS). Twenty-one criteria in three groups (capacity and injectivity, containment, and socio-economic constraints) were …

Development Of Self-Healing Polymer From Bio-Based Benzoxazine Blend With Poly(Ethylene Glycol) For Anti-Biofouling Applications, Pharaporn Yodkum

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Biofouling remains a significant challenge in marine industries, as conventional coatings often lose their antifouling efficacy once they become damaged. Incorporating self-healing capabilities into antifouling coatings has therefore emerged as a promising strategy to extend service life and maintain long-term performance. In this study, self-healing polymers were developed based on a bio-derived benzoxazine resin (E-fa), synthesized from renewable precursors including eugenol (a phenol source), furfurylamine (an amine source), and paraformaldehyde, and subsequently blended with poly(ethylene glycol) (PEG). The blends were formulated with varying weight ratios (95/5, 90/10, 85/15, and 80/20 wt/wt%) and PEG molecular weights (PEG-600, PEG-1500, and PEG-4000). This …

A Novel Hydrothermal Synthesis Process Of Mil-53(Al) Using Bamboo Biochar As A Sustainable Precursor For Co₂ Adsorption, Pisit Phayutcharoenkun

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Among the numerous MOFs members, MIL-53 (Al) framework is one of the most interesting structures due to the breathing effect and has been widely investigated for hydrogen storage and water treatment. It is built up by the interconnection of infinite trans chains of corner-sharing AlO4(OH)2 octahedral by 1,4-benzenedicarboxylate ligands. MIL-53 crystallizes in a “wine rack” structure (Pnma, a = 17.129(2) Å, b = 6.628(1) Å, c = 12.182(1) Å, α = β = γ = 90°) with large internal pores held open by excess solvent and unreacted ligand in the as-synthesized state. Another challenge is the synthesis process and raw …

Simulation On Hydrogen Production From Mae-Moh Lignite Coal Gasification, Pitatchai Arunwong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Hydrogen energy has attracted significant attention due to its cleanliness, efficiency, and sustainability. Gasification is considered one of the most promising thermochemical routes to convert coal into high-quality syngas, which can subsequently be utilized for hydrogen production. Mae-Moh lignite, a low-rank coal with low carbon content and high moisture and volatile matter, is selected as the feedstock for this study. This research aims to develop a comprehensive simulation model of a hydrogen production process, integrating gasification, water-gas shift (WGS), acid gas removal, and hydrogen purification using the software simulator. The model predicts hydrogen product gas composition from Mae-Moh lignite under …

Suppressing Bromine Volatilization In Anthraquinone–Bromine Flow Batteries Using A Low-Cost Quaternary-Ammonium Complexing Agent, Prapassorn Areebumrungsuk

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The deployment of anthraquinone-bromine redox flow batteries (AQBFBs) is hindered by the volatilization and corrosiveness of bromine (Br2), which elevates safety risks, causes active species loss, and reduces Coulombic Efficiency (CE). This study investigates the use of the low-cost additive 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride (CHA) as a bromine-complexing agent to mitigate these issues. The CHA additive utilizes a quaternary ammonium group to electrostatically associate with bromine and polybromide species, forming stable CHA-Brn complexes. Simultaneously, its hydroxyl functionality enhances solubility in the aqueous electrolyte, which promoted the self-recovery of this oil phase to the aqueous phase and, in turn, suppresses bromine vapor pressure …

Properties Modification Of High-Density Polyethylene Blending With Polypropylene Carbonate-Grafted-Stearic Acid, Suphiriya Khongphom

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The purpose of this study is to improve the mechanical properties of high-density polyethylene (HDPE) by incorporating it with polypropylene carbonate-grafted-stearic acid (PPC-g-ST). PPC was modified with stearic acid to enhance interfacial adhesion and compatibility between HDPE and PPC. The blends were prepared using an internal mixer at 160°C with a rotation speed of 60 rpm for 8 minutes. PPC-g-ST was added to PPC at 3, 5, 7, and 10 wt% contents. FTIR confirmed the formation of ester linkages between the carboxylic groups of stearic acid (ST) and the hydroxyl groups of PPC through the appearance of characteristic absorption bands. …

การประเมินทางเทคนิคเเละเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการผลิตอะเซทัลดีไฮด์จากเอทานอลโดยวิธีดีไฮโดรจิเนชันแบบใช้เเละไม่ใช้ออกซิเจน, ไอรดา ตรียงค์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัญหาภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้เกิดความจำเป็นในการพัฒนาแหล่งพลังงานที่สะอาดและยั่งยืน โดยเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ อย่างไรก็ตาม แนวโน้มการเพิ่มขึ้นของยานยนต์ไฟฟ้า (EVs) ส่งผลให้ความต้องการใช้เอทานอลในภาคพลังงานลดลงทำให้อุตสาหกรรมเอทานอลอาจเผชิญกับปัญหาภาวะล้นตลาดในอนาคต งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความเป็นไปได้ด้านเทคโนโลยี เศรษฐศาสตร์ และสิ่งแวดล้อมของกระบวนการผลิตอะเซทัลดีไฮด์จากเอทานอล โดยเปรียบเทียบกระบวนการดีไฮโดรจิเนชันในเฟสก๊าซสามรูปแบบ ได้แก่ Non-Oxidative Dehydrogenation (V–Zr–La/SBA-15-HT), Non-Oxidative Dehydrogenation (50 Cu–Cr R) และ Oxidative Dehydrogenation (V–Zr–La/SBA-15-HT) ภายใต้กำลังการผลิต 100,000 tonne/year โดยใช้งานจำลองด้วยโปรแกรม Aspen Plus V.14 ผลการประเมินการใช้พลังงานจำเพาะ (SEC) พบว่า กระบวนการ Non-Oxidative และ Oxidative Dehydrogenation (V–Zr–La/SBA-15-HT) มีค่า SEC ความร้อน 32.69 และ 28.63 MJ/kg และค่า SEC ไฟฟ้า 0.99 และ 1.04 MJ/kg ตามลำดับ ขณะที่กระบวนการ Non-Oxidative Dehydrogenation (50 Cu–Cr R) มีค่า SEC ต่ำที่สุดที่ 11.08 MJ/kg (ความร้อน) และ 0.40 MJ/kg (ไฟฟ้า) ด้านเศรษฐศาสตร์ ภายใต้ราคาผลิตภัณฑ์ปัจจุบัน 1.01 $/kg ทุกกระบวนการมีมูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) เป็นลบ จึงได้มีการคำนวณราคาขายใหม่เพื่อให้โครงการมีระยะเวลาคืนทุน 5 year ผลการวิเคราะห์ระบุว่ากระบวนการทั้งสามต้องการราคาขายใหม่ที่ 2.82, 1.184 และ 2.95 $/kg ตามลำดับ เพื่อให้ได้ NPV เท่ากับ 81.31, 33.80 และ 78.21 million $ และ IRR เท่ากับ 40.21%, …

การใช้ประโยชน์จากดินเบาของเสียที่ได้จากโรงงานเบียร์มาเป็นตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมินาและทังสเตนออกไซด์สำหรับดีไฮเดรชันของเอทานอลไปเป็นเอทิลีน, ณัฐชนน เลิศภัทรนันท์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำกากไดอะตอมไมต์ซึ่งเป็นของเสียจากกระบวนการผลิตเบียร์มาใช้เป็นตัวรองรับของตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมินาและทังสเตนออกไซด์สำหรับปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮเดรชันไปเป็นเอทิลีน โดยเอทิลีนเป็นวัตถุดิบสำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เนื่องจากใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพอลิเอทิลีนชนิดต่าง ๆ ปัจจุบันเอทิลีนผลิตได้จากกระบวนการแตกสลายด้วยความร้อน (thermal cracking) ของแนฟทา ซึ่งใช้พลังงานสูงและปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมาก อีกทั้งยังพึ่งพาวัตถุดิบจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้น การพัฒนาเทคโนโลยีในการเพิ่มมูลค่าของไบโอเอทานอลไปเป็นเอทิลีนจึงเป็นทางเลือกที่เหมาะสมและยั่งยืน ในการศึกษานี้ได้เลือกใช้กากไดอะตอมไมต์จากโรงงานผลิตเบียร์ ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งที่มีรูพรุนสูงและมีราคาถูก มาผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพด้วยกรดซัลฟิวริก แล้วนำมาเคลือบฝังอะลูมินาด้วยวิธีการเคลือบฝังแบบเปียก (incipient wetness impregnation) โดยศึกษาผลของความเข้มข้นอะลูมินาที่ร้อยละ 5–20 โดยมวล พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AN/DE ให้ค่าคอนเวอร์ชันของเอทานอลและผลผลิตเอทิลีนสูงที่สุดเท่ากับ 67.3% และ 29% ตามลำดับ แสดงให้เห็นว่าการเคลือบฝังอะลูมินาช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวและปรับปรุงความเป็นกรดของตัวเร่งให้อยู่ในระดับอ่อนถึงปานกลาง ซึ่งเหมาะสมต่อการเกิดปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮเดรชัน จากนั้นได้ทำการเปรียบเทียบผลของตัวรองรับระหว่างดินเบาและซิลิกาเชิงพาณิชย์ โดยใช้สัดส่วนอะลูมินาร้อยละ 15 เท่ากัน พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AN/CAB ให้ค่าคอนเวอร์ชันและผลผลิตเอทิลีนสูงสุดถึง 92% และ 80% ตามลำดับ เนื่องจากมีพื้นที่ผิวสูง การกระจายตัวของอะลูมินาดี และมีความเป็นกรดรวมมากกว่าอย่างชัดเจน ทั้งยังมีความบริสุทธิ์สูงตามผลวิเคราะห์ XRF ในขั้นต่อมาได้ศึกษาผลของการเปลี่ยนสารตั้งต้นในการเคลือบฝังอะลูมินาบนดินเบา พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AS/DE ให้ค่าคอนเวอร์ชันและผลผลิตเอทิลีนเท่ากับ 57.2% และ 42% ตามลำดับ ซึ่งสัมพันธ์กับผลวิเคราะห์ SEM-EDX และ XRF ที่ตรวจพบซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบส่งผลให้ไปยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮโดรจีเนชันไปเป็นอะซีตัลดีไฮด์ พร้อมทั้งมีค่าความเป็นกรดรวมสูงซึ่งส่งเสริมการเกิดปฏิกิริยาเอทานอลดีไฮเดรชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยา 15Al-AS/DE มีประสิทธิภาพสูงที่สุดงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการใช้ของเสียจากอุตสาหกรรมเบียร์มาเป็นตัวรองรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตเอทิลีนจากไบโอเอทานอล ซึ่งสามารถช่วยลดต้นทุนการผลิต ลดของเสียอุตสาหกรรม และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก สนับสนุนเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนและการปล่อยก๊าซสุทธิเป็นศูนย์ในอนาคต

การผลิตเอทานอลจากซังข้าวโพดที่ปรับสภาพด้วยการระเบิดด้วยไอน้ำโดยกระบวนการหมักแบบเชื้อผสม, อิฏฐนิตย์ อินทร์จันทร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาการใช้วัสดุประเภทลิดโนเซลลูโลส ซึ่งสามารถหาได้จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรโดยเลือกใช้ซัง(หรือแกน) ข้าวโพดซึ่งเป็นเศษวัสดุจากข้าวโพดซึ่งมีการเพาะปลูกในปริมาณมากในประเทศไทย ในการปรับสภาพเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบในกระบวนการหมักเอทานอล โดยมีจุดประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะของการปรับสภาพโดยการระเบิดด้วยไอน้ำและประเมินศักยภาพของซังข้าวโพดบดที่ถูกปรับสภาพในการผลิตเอทานอลด้วยกระบวนการย่อยและหมักพร้อมกัน (Simultaneous Saccharification and Fermentation; SSF) แกนข้าวโพดถูกบดและร่อนให้มีขนาดอนุภาค 2.0 และ 0.5 มิลลิเมตร จากนั้นนำไปปรับสภาพด้วยการระเบิดด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 190, 210 และ 230 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 6, 13 และ 20 นาที จากนั้นศึกษาผลของสภาวะการปรับสภาพต่อการปลดปล่อยน้ำตาลและการผลิตเอทานอลโดยวัสดุที่ผ่านการปรับสภาพจะถูกนำไปย่อยด้วยเอนไซม์เพื่อเปลี่ยนเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสเป็นน้ำตาลกลูโคสและไซโลส ก่อนเข้าสู่กระบวนการหมักแบบ โดยใช้เชื้อ Pichia stipitis TISTR 5806 ร่วมกับยีสต์ทางการค้า ผลการศึกษาพบว่า การปรับสภาพที่อุณหภูมิ 210 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 13 นาที ความเข้มข้นของกลูโคสสูงสุดเท่ากับ 19.5 กรัมต่อลิตร ที่การใช้ซังข้าวโพดที่มีขนาดอนุภาค 0.5 มิลลิเมตร ปรับสภาพที่อุณหภูมิ 190 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 6 นาที ที่ความเข้มข้นของของแข็งร้อยละ 13 (น้ำหนักต่อปริมาตร) ร่วมกับการเติม สามารถผลิตเอทานอลได้ที่ความเข้มข้นสูงสุด 29.4 กรัมต่อลิตร ซึ่งเพิ่มขึ้น 3.7 กรัมต่อลิตรเมื่อเทียบกับการใช้กากน้ำตาลเพียงอย่างเดียว ดังนั้นการเลือกสภาวะที่ใช้ในการปรับสภาพด้วยไอน้ำอย่างเหมาะสมจึงมีบทบาทสำคัญในการลดการเกิดสารยับยั้งระหว่างการปรับสภาพ ส่งผลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจากซังข้าวโพด รวมถึงมีศักยภาพที่ดีในการนำไปประยุกต์ใช้ในการกระบวนการหมักเพื่อผลิตสารชีวภาพอื่น ๆ

Flipped Classroom Techniques In A Thermodynamics Course In Engineering Technology, Nathan Luetke, Orlando Ayala, Vukica Jovanovic

Engineering Technology Faculty Publications

Teaching undergraduate thermodynamics presents numerous challenges to educators due to its inherently complex and abstract nature. The vast array of applications in engineering requires educators to strike a balance between theoretical principles and practical examples, thereby creating a meaningful and applicable learning experience. This paper presents an approach to teaching an undergraduate thermodynamics course in engineering technology developed over four consecutive semesters blending traditional lecture-based teaching with flipped classroom techniques. The teaching methods used, and modifications made each semester are presented along with student performance.

Sustainable Aviation Fuel Production From Plastic Waste On Bifunctional Catalysts, Kamryn Culp

Williams Honors College, Honors Research Projects

Catalytic hydrocracking was studied as a chemical recycling method for converting mixed plastic polypropylene (PP) and polyvinyl chloride (PVC) waste into sustainable aviation fuel-range hydrocarbons. Addressing both plastic pollution and aviation-related CO₂ emissions, bifunctional Ni- and Pt-based catalysts supported on Al₂O₃ and TiO₂ were evaluated under 30 bar hydrogen pressure at 250 °C. The inclusion of PVC, often regarded as a catalyst poison due to chlorine content, was examined at 1 wt% and 5 wt% to assess catalyst tolerance to it and resulted performance. Reaction rates and product selectivity were analyzed using gas chromatography. Results show that Ni/TiO₂ outperformed other …

Effects Of Polyolefin Types On Catalytic Hydrocracking, Kenneth Jackson Seeber

Williams Honors College, Honors Research Projects

Plastic waste recycling has become an important conversation in the last couple of decades with pollution on the rise. One of the few ways to recycle plastics is by breaking these long-chained polymers down via catalytic processes. Due to many plastic products being a blend, it is imperative that any chosen catalyst that could be used for recycling should be able to handle different types of polymers. This paper discusses how tungsten carbide over silica (W_xC/SiO₂) catalyzes the degradation of a few selected polymers and polymer blends. From this research it was determined that W_{x …}

Polystyrene Plastic Waste As An Organic Hydrogen Carrier, Alaina Bachmann

Williams Honors College, Honors Research Projects

The proposed research develops and studies catalytic chemical processes that enables using polystyrene (PS) plastic waste as solid “organic hydrogen carriers” (OHC). Demands for OHCs are driven by desire to alleviate climate change, by replacing carbon-based energy sources with hydrogen. However, hydrogen is highly flammable and difficult to store and transport so OHCs are needed to facilitate its transportation. Common OHCs are liquid petroleum chemicals with unsaturated chemical structures. They can be hydrogenated to store hydrogen and dehydronated to release hydrogen at desired application sites. The proposed research aims to investigate the following cycle: hydrogen storage by hydrogenation of PS …

Urotropine As A Corrosion Inhibitor In Steel Rebar: A Molecular Dynamics Study, Tyler Zadrozny

Williams Honors College, Honors Research Projects

This project investigates the behavior of corrosion in rebar, a critical component in infrastructure such as roads and skyscrapers. Corrosion of rebar can lead to structural instability, visible as cracks or pitting on the surface. The primary focus is on the potential of urotropine as a corrosion inhibitor. Urotropine, known for its ability to inhibit corrosion in mild steel in acidic environments, is hypothesized to be effective in preventing corrosion on rebar. To explore this, molecular dynamics simulations using LAMMPS were conducted, modeling urotropine molecules in an acidic solution (PH = 1) interacting with iron atoms, mimicking rebar. Simulations were …

Examining Correlations Between Inhibition Efficiency And Compound Properties For Corrosion Inhibitors On Carbon Steel Rebar In Concrete, Nicole Langenfeld

Williams Honors College, Honors Research Projects

This project will look to determine if correlations exist between the inhibition efficiency and particular chemical properties of different corrosion inhibitors for carbon steel rebar in concrete affected with chlorides. Examining the inhibition efficiency of different corrosion inhibitors and attempting to find correlations or a general rule of thumb for what denotes a better corrosion inhibitor would be valuable. This similar concept has been seen with Lipinski's rule of 5 where he created a general guide to predict if compounds were orally active in humans. Since little information is readily available and no known correlations exist for corrosion inhibitors on …

Quantifying The Effectiveness Of Rhamnolipid As A Biocide: Assessing Comparability Of A Modified Solution, Rosemary Sterling

Williams Honors College, Honors Research Projects

The CO2 induced corrosion of carbon steel in oil and gas pipelines, exacerbated by sulfate-reducing bacteria (SRB), poses a serious threat to infrastructure. This study evaluates the effectiveness of rhamnolipid (RhL), a biosurfactant, as a corrosion inhibitor and potential SRB biocide in simulated pipeline environments. Using a Postgate-C Modified Produced Water Simulant, which demonstrated electrochemical behavior comparable to industry-standard solutions while sustaining SRB, corrosion trials were conducted with and without RhL. Mass loss and electrochemical data revealed that RhL significantly reduced corrosion rates—by 85% on average and up to 99% instantaneously in a 4-day trial. Visual and analytical results from …

Determination Of Electrochemical Parameters For Predicting Reaction Mechanism And Algorithmic Approaches To Pain Assessment, Huize Xue

Dissertations

This dissertation introduces novel advancements in electrochemical kinetics and pain assessment, structured into two main parts. The first part focuses on the comprehensive analysis of the kinetic and mechanistic aspects of electrochemical reactions, utilizing a combination of experimental techniques and simulation methods. A new software tool, Envismetrics, was developed using Python to facilitate the analysis of complex electrochemical data, including cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA), and hydrodynamic voltammetry (HDV). The software was rigorously tested and validated with well-characterized redox systems such as the ferricyanide/ferrocyanide couple, dimethylamine borane (DMAB), and Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS). It was successfully used to determine …

Gas-Generating Reactive Materials: Design, Evaluation And Effect Of Morphology On Their Ignition And Combustion, Purvam Mehulkumar Gandhi

Dissertations

This work investigates optimizing gas-generating reactive materials, focusing on particle morphology's effect on ignition and combustion behavior. Metal-based gas-generating energetic materials (EMs) are promising alternatives to replace traditional CHNO compounds. Design of advanced metal-based EMs requires consistent ways of evaluating how their characteristics affect their ignition and combustion. Many relevant evaluation approaches exist; however, the results may be difficult to compare directly across different studies. Commonly, experimentalists ignite metal-based EMs in enclosed chambers and report pressures, P. However, direct comparison of these pressures is hindered by variations in the chamber volume, V, and the EM mass, m. To standardize the …

Decomposition Of Diisopropyl Methylphosphonate (Dimp) Exposed To Elevated Temperatures And Combustion Products Of Reactive Materials, Elif Irem Senyurt

Dissertations

The safe and efficient destruction of chemical weapon agents (CWAs) stockpiles remains a critical global challenge. Understanding the thermophysical properties, decomposition mechanisms, and interactions of CWAs with their environment is crucial for developing effective strategies to mitigate their threats. Diisopropyl methylphosphonate (DIMP) and Dimethyl methylphosphonate are commonly used nerve agent surrogates. This dissertation focuses on DIMP and DMMP, investigates their properties and behavior under conditions relevant to prompt defeat scenarios.

The thermophysical properties of DIMP and DMMP were experimentally characterized, including vapor-liquid surface tension (3-60 °C) and viscosities of neat and aqueous solutions. Results revealed significant non-ideal behavior in aqueous …

Single-Step Synthesis Of Activated Carbon From Arabica Spent Coffee Ground Using K2co3 As Activator Agent, Ghina Ivana Mieldan, Yuliusman Yuliusman

Journal of Materials Exploration and Findings

Activated carbon is a nanomaterial that is often used as an effective adsorbent. Activated carbon raw materials can use biomass, such as coffee grounds, which can be found along with the growth of public interest in coffee drinks. Chemical activators are used for activation to increase biomass carbon's adsorption capacity. Using K₂CO₃ activator to increase the specific surface area of activated carbon is more harmless than KOH. The use of spent coffee grounds as carbon source and food additive K₂CO₃ as an activator can make food-grade activated carbon that can be used for food. …