Chemical Engineering Commons^™

State Estimation And Economic Analysis For Electrochemical Sensor-Based Corrosion Monitoring, Chandra Sekhar Somayajula

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Coal is currently the third-largest source of electricity production in the U.S. However, renewables are projected to be the primary source of electricity production in the future. Though coal-fired power plants (CFPPs) are rapidly retiring in the U.S., many CFPPs worldwide are expected to stay operational for a while due to factors like easy and cheap access to comparatively inexpensive coal. Therefore, non-renewable sources like coal are still expected to be prevalent and be used to ensure the stability of the electric grid in the foreseeable future. The existing coal-fired power plants generally designed to operate at base-loaded conditions are …

Design And Development Of Biocompatible Mofs And Silica-Based Nanocarriers With Controlled Pharmacokinetics For Drug Delivery Applications, Neila Pederneira

Doctoral Dissertations

"In the past decade, a big interest has drawn into nanoporous metal-organic frameworks (MOFs) and silica-based materials as nanocarriers for drug delivery applications, owing to their exceptionally high surface area and highly structured porous network. The overall goal of this research was to optimize the pharmacokinetic behavior of several highly porous biocompatible drug carriers that have the potential to carry Ibuprofen, 5-Fluorouracil, and Curcumin to the desired tissue without creating a burst effect and minimizing the amount of dosage and size that conventional capsules require. The specific objectives of this study are to (i) assess the effect of drug solubility …

Effect Of Various Irrigation Protocols And Antioxidant Application On Bonding Performance Of Two Adhesive Systems To Coronal Dentin, Nada Omar, Haidy N. Salem, Ahmed Abdou, Lamiaa M. Moharam

Chemical and Biochemical Engineering Faculty Research & Creative Works

Background: The aim was to evaluate the effect of different irrigation protocols and antioxidants application on the shear bond strength (SBS) of two different adhesive systems to deep coronal dentin at different temperature. Material and Methods: One hundred and twenty human premolar teeth were cut longitudinally in two halves, then the prepared specimens were allocated into four main groups according to the irrigation protocols; Distilled water (control), Sodium hypochlorite (NaOCl) + Ethylenediamine Tetra-acetic Acid (EDTA), and NaOCl + Editronate (HEDP), two subgroups according to irrigation solutions temperature; 4°C and 37°C, two divisions according to grape seed extract (GSE) application (with …

The Comprehensive Study Of High Viscosity Friction Reducers In High-Tds And High-Temperature Environments, Xiaojing Ge

Doctoral Dissertations

"High viscosity friction reducers (HVFRs) have been recently gaining more attention and increasing in use, not only as friction-reducing agents but also as proppant carriers. Reusing of produced water has also been driven by both environmental and economic benefits. Currently, most friction reducers on the market are anionic friction reducers, which are fully compatible with most produced water with low to medium level of Total Dissolved Solids (TDS) but show a significant drop at high TDS conditions in term of their friction reduction performance in most cases. On the contrary, cationic friction reducers are believed to have better TDS tolerance …

Investigating The Potential Of Blended Feedstocks For Biofuel Production Via Pyrolysis Process: Experimental And Aspen Simulation Approach, Hasan Jawad Hammood Al-Abedi

Doctoral Dissertations

"The development of renewable energy sources has become increasingly urgent considering the climate crisis and the need to reduce greenhouse gas emissions. Pyrolysis, which is decomposition of an organic feedstock without oxygen, is a thermo-chemical process that has garnered significant attention as a promising technology for sustainable energy production, capable of converting biomass and waste materials into biofuels.

The primary objective of this study is to investigate the pyrolysis and co-pyrolysis behaviors of corn stover (CS), refuse-derived fuel (RDF), and oil shale (OS) in equal mass ratios. Utilizing a thermogravimetric analyzer and differential scanning calorimetry (DSC), the co-pyrolysis process is …

Investigation Of Operational Parameter Differences Between The Standard Ron Test Method And Knock-Limited Modern Spark-Ignition Engine Operation, Alexander Hoth

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Octane numbers (ONs) are used worldwide to rate the knock propensity of gasoline-like fuels for spark-ignition engines, making ONs the leading indicator of fuel quality for commercial distribution. The ONs were established 90 years ago and have only received minor changes compared to significant advancements in modern engine operation and fuel composition. This has resulted in discrepancies between knock-limited modern engine operation and standard ON ratings. This dissertation used a standard CFR octane rating engine at Argonne National Laboratory that was instrumented with modern combustion research tools to investigate key differences between the Research Octane Number (RON) rating conditions and …

Continuous, Platform Purification Of Viral Products Using Aqueous Two-Phase Extraction, Natalie M. Nold

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Cell and gene therapies, a ground-breaking class of drugs that can heal genetic diseases and cure cancer, often have treatment costs over $1 million. Most cell and gene therapies are delivered using virus-based delivery vectors, which are incredibly expensive to manufacture. Liquid chromatography is the favored method of viral vector purification since it is easily scalable and can be functionalized to purify by biospecificity, charge, hydrophobicity, or size. However, chromatography-based purification processes are highly expensive and usually only recover 20-50% of the viral vectors. There is currently no platform purification strategy for viral vectors due to differences in their surface …

Sustainable Materials For Environment − Multifunctional Material Made From Dead Leaves And Nanostructured Materials For Antibiotic Degradation, Siyuan Fang

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

As environmental pollution from industrial processes and human activities continues to rise, finding efficient approaches to recycle waste materials and degrade persistent contaminants becomes increasingly critical. Dead leaves, an abundant but underutilized biomass, present an opportunity for creating value-added materials if their biocomponents can be preserved and transformed. Simultaneously, antibiotics such as tetracycline are widely found in water bodies but pose serious ecological and health risks, necessitating effective degradation methods. This dissertation addresses these challenges by leveraging natural and nanostructured materials to develop multifunctional products and advanced photocatalytic processes.

Chapter 3 of this dissertation addresses the challenge of converting waste …

Optimizing Diabetes Diagnostics: Electrophoretic Separation And Detection Of Hemoglobin A1c With Boronate, Rixlie Fozilova

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Diabetes affects 537 million people worldwide, while 136 million Americans have diabetes or prediabetes; roughly 22.6% of individuals are undiagnosed. Diabetes is the inability to regulate blood sugar levels. Hemoglobin A1c (HbA1c) is glycosylated hemoglobin and indicates average blood sugar levels over the past three months.

We adapted the selective boronic acid binding to the HbA1c sugar moieties from boronate affinity chromatography and translated it into a portable microchip paper-based electrophoresis platform. We explored a range of boronate concentrations at a steady voltage and sample volume to determine the optimal HbA1c binding and subsequent electrophoretic separation. A pH above 11 …

Analytical And Machine Learning Modeling Of Direct Carbonation Of Natural Silicate Minerals, William Hanson

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The climate-altering effects of atmospheric CO₂ make it necessary to develop innovative technologies that can remove it from the atmosphere. Mineral carbonation is a scalable technology to sequestrate and store CO2 in a stable carbonate mineral form. The efficiency of the mineral carbonation process depends on both feed mineralogy and process parameters. Comprehensive modeling and prediction of mineral carbonation efficiency for different CO₂ – reactive rocks has not been achieved in the past. In this thesis work, analytical and machine learning models are developed to predict the carbonation efficiency of dunite reactions. It is found that random forest …

Lithospheric Drip And Mantle Thermal Upwelling Beneath Central Asia And The Southern Great Plains Of North America: Evidence From Receiver Function Imaging, Yangyang Liao

Doctoral Dissertations

"Investigating the depth of mantle transition zone (MTZ) discontinuities provides insights into mantle dynamics, including regional-scale downwelling of mantle lithosphere (i.e., lithospheric drip) and upwelling of thermal materials (i.e., mantle plume). In our study, we employ receiver functions to image the 410 km (d410) and 660 km (d660) mantle discontinuities and to ascertain thickness of the MTZ beneath Central Asia and the Great Plains in United States. The findings unveil a significantly thickened transition zone, exhibiting an average thickness of 284 km beneath East Sayan. When considered alongside geochemical observations, our results indicate that the descent of the lithosphere is …

Sustainable Cementitious Materials For Building And Sorption Applications, Sukanta Kumar Mondal

Doctoral Dissertations

"Ordinary Portland Cement (OPC) is the most widely used cement material, but it contributes over 8% of the global CO₂ emission and the process is energy intensive. Moreover, OPC faces durability challenges, particularly in aggressive environments. Hence, there is rapidly increasing interest in sustainable alternative cements with lower carbon footprint, lower energy consumption, and those that offer superior properties that are beneficial for specific applications. Two sustainable cementitious materials that are frequently researched as an alternative to OPC are calcium sulfoaluminate (CSA) cement and alkali-activated materials (AAMs). CSA cement lowers CO₂ emission by over 40% compared to OPC, …

Investigation Of Asphaltene Instability Under Gas Injection In Unconventional Reservoirs And Its Impact On Oil Recovery Performance, Mukhtar Elturki

Doctoral Dissertations

"Unconventional reservoirs, such as shale gas and tight oil formations, have become an important source of energy in recent years. However, these reservoirs often contain high levels of asphaltenes, which can lead to deposition and blockages in production wells and reduce the flow of hydrocarbons during gas enhanced oil recovery (GEOR) techniques. This study aims to experimentally evaluate the impact of miscible and immiscible carbon dioxide (CO₂) and nitrogen (N₂) on asphaltene deposition and its impact on oil recovery performance in unconventional shale reservoirs.

This research began with a comprehensive literature review and data analysis of GEOR methods in unconventional …

The Effects Of Uv-Radiation On The Removal Of Microplastics In Water Using Agglomeration-Micro-Flotation, Palot Srichonphaisarn

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Microplastics, plastic particles with diameter 1 micrometer to 5 millimeters, can disturb marine ecosystems due to their small size and surface properties which can be a carrier for hazardous matters. While wastewater treatment plants could remove some microplastics but some of them remain. Among the various removal techniques, flotation is a potential method due to the hydrophobic nature of microplastics. This study investigates the effects of ultraviolet radiation on the surface wettability of microplastics and removal efficiency of microplastics. The 6 types of microplastics were prepared from plastic boards. After the ultraviolet radiation, the results showed that ultraviolet radiation could …

Effect Of Zeolite Support Of Nickel-Copper Catalyst On Conversion Of Palm Oil To Sustainable Aviation Fuel, Natnicha Ritmun

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Sustainable aviation fuel (SAF) is increasingly recognized as a critical alternative for reducing the environmental impact of the aviation industry, which is a significant source of global greenhouse gas emissions. SAF production primarily utilizes vegetable oils as feedstock rather than biomass, due to their low functional group content and chemical structure that closely resembles that of fossil fuels. This research focuses on the development of bimetallic catalysts made from nickel, with copper as promoters, supported on various zeolites including SAPO-11, Zeolite Y, and Zeolite ZSM-5. The chemical and physical properties of these catalysts were analyzed using several techniques, including X-ray …

Methanol Production Via Co2 Hydrogenation In Gas Phase With 1-Propanol Assisted In Fixed Bed Reactor, Narakorn Ninkaew

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The methanol synthesis from CO2 hydrogenation reaction using 1-propanol alcohol was selected to solvent involved in the new reaction pathway with CO2 and H2 as reactants in a gas phase fixed bed reactor. To study the effect of temperature at 160-230 °C, space velocity (GHSV) at 60-592 h-1, the mole ratio of 1 propanol to CO2 at 0-1.25, H2 to CO2 mole ratio of 5 and a pressure of 30 bar. From the experiment, the mole ratio of 1 propanol to CO2 at 1, the temperature of 170 °C and the space velocity of 420 h-1. It was found that …

การผลิตเมทานอลจากปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีเอทานอลในสภาวะแก๊สที่เครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง, ชนาภัทร บุญประคม

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เมทานอลเป็นวัตถุดิบเคมีตั้งต้นที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมยา อุตสาหกรรมเครื่องใช้ไฟฟ้า ในวิทยานิพนธ์นี้จึงมีความสนใจในการศึกษาผลของเอทานอลในการผลิตเมทานอลจากปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีเอทานอลในสภาวะแก๊สที่เครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง สำหรับการศึกษาผลของเอทานอล แบ่งการศึกษาออกเป็น 3 ขั้นตอนหลัก ได้แก่ การศึกษาเส้นทางการเกิดปฏิกิริยา การตรวจสอบปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตเมทานอล และการคำนวณที่สภาวะสมดุลด้วยโปรแกรม Aspen Plus การศึกษาภายใต้สมมติฐานว่า การเพิ่มเอทานอลในการผลิตเมทานอลจากปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ จะสามารถทำให้ผลิตเมทานอลได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ ผลการศึกษาพบว่า การเพิ่มเอทานอลในกระบวนการเปลี่ยนเส้นทางปฏิกิริยา ทำให้เกิดเอทธิลฟอร์เมทเป็นตัวกลางในการสร้างเมทานอล การศึกษาอุณหภูมิ พบว่า การลดอุณหภูมิช่วยให้ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเอทิลฟอร์เมตและปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของเอทิลฟอร์เมตเป็นเมทานอลและเอทานอลมีประสิทธิภาพมากขึ้น อีกทั้งยังสามารถช่วยลดการเกิดปฏิกิริยาข้างเคียง ทั้งนี้ สันนิษฐานได้ว่าเอทานอลที่ถูกเติมเข้ามามีผลในการแย่งจับตำแหน่งออกฤทธิ์ (active site) บนตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้การเกิดปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของคาร์บอนมอนอกไซด์ที่อุณหภูมิ 200 และ 230 องศาเซลเซียสไม่สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ การศึกษาของการเพิ่มความเร็วเชิงพื้นที่พบว่า ค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนไดออกไซด์และค่าร้อยละผลผลิตของเมทานอลลดลง เนื่องจากลดเวลาสัมผัสระหว่างสารตั้งต้นกับตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยา ส่งผลให้สารตั้งต้นสัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยาน้อยลงทำให้ไม่มีเวลามากพอที่จะเกิดปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ อีกทั้งพบเอทิลฟอร์เมตน้อย สันนิษฐานได้ว่าปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของเอทิลฟอร์เมตเป็นเมทานอลและเอทานอลนั้นเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงค่าความเร็วเชิงพื้นที่ที่กำหนด อีกทั้งพบว่าการลดความเร็วเชิงพื้นที่ ที่อุณหภูมิ 200 และ 230 องศาเซลเซียส ทำให้ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของคาร์บอนมอนอกไซด์เกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ผลการศึกษาการเพิ่มอัตราส่วนโมลของเอทานอลต่อคาร์บอนไดออกไซด์ โดยคาดว่าจะช่วยให้เพิ่มค่าการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนไดออกไซด์และผลผลิตของเมทานอล ผลการทดลองที่ความเร็วเชิงพื้นที่ 296 ชม.-1 ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของคาร์บอนไดออกไซด์และการไฮโดรจีเนชันของเอทิลฟอร์เมต พบว่า การเพิ่มเอทานอลในปฏิกิริยาจะช่วยเพิ่มเอทิลฟอร์เมต อย่างไรก็ตาม หากเพิ่มสัดส่วนเอทานอลที่มากเกินไปจะไปจำกัดการผลิตเมทานอล จากผลการศึกษาการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนโมลเอทานอลต่อคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้การเปลี่ยนความเข้มข้นของสารตั้งต้น พบว่า การเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนในกรณีที่ไม่มีเอทานอล มีค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนไดออกไซด์และค่าร้อยละผลผลิตของเมทานอลน้อยกว่ากรณีที่มีเอทานอล แสดงให้เห็นถึงอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ช้ากว่ากรณีที่มีเอทานอล จากผลการศึกษานี้ทำให้เอทานอลทำหน้าที่คล้ายกับตัวทำละลายเชิงเร่งปฏิกิริยา (catalytic solvent)

Oxidative Cleavage Of Oleic Acid At High Temperature Under Autogenous Pressure, Nichkamon Suwannit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The oxidative cleavage of oleic acid to produce azelaic acid and nonanoic acid, both of which are high-value chemicals and essential precursors in the pharmaceutical and plastic industries, was investigated. The objectives of this study were to examine the influence of temperature on reaction mechanisms, product formation, and reaction efficiency, as well as to optimize the reaction conditions for potential industrial applications. The research utilized hydrogen peroxide (H2O2) as the oxidizing agent, tungsten oxide (WO3) as the catalyst, and tert-butanol as a co-solvent under self-generated autogenous pressure conditions. The temperature range studied was 80 to 160°C, aiming to evaluate the …

Uv-Enhanced Catalytic Oxidative Cleavage Of Oleic Acid., Trinnasit Wittayakullertsin

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Oleic acid, a key component of plant oils such as palm oil, is a versatile feedstock for producing high-value bio-based chemicals. Utilizing its potential aligns with Thailand's objective of promoting sustainability as a premier palm oil producer. The conventional oxidative cleavage of oleic acid typically requires extreme conditions, including high temperatures, and ozone, which are expensive and harmful to the environment. This research provides an innovative method for utilizing ultraviolet (UV) radiation to increase oxidative cleavage at low temperatures (below 80°C). It employs hydrogen peroxide (H2O2) as an oxidizing agent and tungsten trioxide (WO3) as a catalyst to generate hydroxyl …

Ultrafine Fully Vulcanized Natural Rubber Modified By Grafting With Methyl Methacrylate Monomer As Toughening Modifiers For Polylactic Acid, Panyawutthi Rimdusit

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This work focused on toughening polylactic acid (PLA) with an abundant and sustainable bio-based filler from natural rubber. Deproteinized natural rubber (DPNR) was modified by grafting with methyl methacrylate monomer (MMA) and further crosslinked via e-beam irradiation and spray drying to achieve ultrafine fully vulcanized powdered natural rubber grafted with polymethylmethacrylate (UFPNR-g-PMMA) to solves in the challenges of incompatibility between the DPNR and PLA. Interestingly, UFPNR-g-PMMA showed no agglomeration between rubber particles compared to that of neat UFPNR which showed partial agglomeration after irradiation crosslinking. The flexural toughness shows a significant improvement (351%) to 11280 ± 1522 kJ/m3 compared to …

Development Of Silica-Based Support Material From Sugarcane Bagasse Ash For Synthesis Of Carbon Nanotubes, Maturada Assawagetmanee

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Sugarcane bagasse ash (SCBA), an abundant agricultural residue, is converted into high-value silica powder through a novel route involving calcination and acid leaching. This transformative process not only valorizes waste biomass but also yields silica nanoparticles with tailored microstructural properties suitable for application in carbon nanotube (CNT) production. The resultant silica powder was utilized as a catalyst support impregnated with Fe nanocatalyst for synthesizing CNTs from benzene. The effective route with a process sequence of 1 M HCl acid leaching followed by calcination could provide silica powder with a specific surface area of 12.29 m2/g, which could accommodate Fe nanocatalyst …

Development Of Calcium Oxide Sorbent From Waste Natural Materials For Co2 Capture, Muhammad Dody Isnaini

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aims to develop calcium oxide (CaO) sorbents for carbon oxide (CO2) capture by using various waste natural materials: eggshells, crab shells, and green mussel shells. These natural materials were used as precursors for the synthesis of CaO sorbents using the citric acid-assisted sol-gel method. Various characterization techniques, including N2 physisorption, XRD, XRF, CO2-TPD, TG/DTG, and FE-SEM, were performed to assess the physicochemical and thermal properties of the synthesized sorbents. The sorbent is investigated for its CO2 adsorption and recycle ability, as it has been a major issue for large-scale deployment of cyclic CO2 capture technology. This study also …

Investigation Of Molecular Interactions In Electrocatalysis Using Atomic Force Microscopy, Parivat Phiphatbunyabhorn

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Electrocatalysis at the nanoscale is fundamentally governed by molecular interactions, but these processes remain poorly understood due to their difficulty to directly investigate and their complex nature. In this study, atomic force microscopy (AFM)-based force spectroscopy is employed to investigate interfacial forces and reactivity in two representative systems: the electrochemical deterioration and healing of Au nanothin films on n-type silicon and the electrocatalytic reduction of MEA-CO2 adduct on Cu electrocatalysts. In the Au nanothin film system, observing that surface degradation is mediated by anionic cluster interactions and modulated by intrinsic band bending and surface energy effects. Remarkably, 20-nm Au films …

Design And Multi-Objective Optimization Of Methanol Reforming, High-Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cell And Organic Rankine Cycle Integrated System, Supawat Taweekayujan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The growing demand for electricity across all sectors has led researchers to focus on developing advanced electric generation technologies that offer high performance and are environmentally friendly. This study presents the design and multi-objective optimization of an integrated system combining sorption-enhanced chemical looping reforming of methanol (SECL-OSRM), high-temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFCs), and a Recuperative-Regenerative Organic Rankine Cycle (RR-ORC). The hybrid system was simulated using Aspen Plus, focusing on energy, exergy, and exergoeconomic analyses. Sensitivity analyses of SECL-OSRM and ORC subsystems were performed to identify optimal operating conditions and working fluids. A Box-Behnken design of experiments approach generated …

Uv-Vulcanized Natural Rubber Grafted With Methyl Methacrylate For Production Of Ultrafine Fully Vulcanized Natural Rubber Powder, Torntawat Kiratiphongwut

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research aimed to develop ultrafine fully vulcanized powdered natural rubbers (UFPNRs). The preparation process began with grafting methyl methacrylate (MMA) monomers onto natural rubber particles, followed by UV irradiation using an acrylate-based coagent and a photoinitiator. The final product was dried using a spray-drying technique. The successful grafting of MMA onto the natural rubber particles was confirmed using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and transmission electron microscopy (TEM). At a monomer concentration of 15 parts per hundred parts of dry rubber weight (phr), the highest grafting efficiency of 89 ± 0.7% was achieved. The research investigated the use of acrylate …

Molecular Dynamics Investigation Of Fluorine-Free Electrolytes For Sodium-Ion Batteries, Phitchapa Ausamanwet Zijdemans

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Sodium-ion batteries (SIBs) are a promising alternative to lithium-ion batteries due to the abundance and low cost of sodium. However, conventional SIB electrolytes often rely on fluorine-based salts, contributing to the formation of persistent and environmentally harmful per- and polyfluoroalkyl substances (PFAs). This study employs molecular dynamics (MD) simulations to investigates the properties of fluorine-free electrolytes for SIBs, focusing on the solvation structure and dynamics of sodium ions (Na+) in bulk electrolytes and at the inner solid electrolyte interphase (SEI) for SIBs. Sodium perchlorate (NaClO4) at a concentration of 1 M was examined in glyme solvents with varying chain lengths, …

Electrochemical Regeneration Of Spent Monoethanolamine Solution After Carbon Dioxide Capture And Mineralization By Calcium Sulfate Addition, Nathaporn Kenbubpha

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Carbon dioxide (CO2) is widely recognized as the primary greenhouse gas (GHG) driving global warming. Since the onset of the Industrial Revolution around 1850, the average atmospheric concentration of CO2 has steadily increased, reaching approximately 426 ppm as of March 2025. As a result, Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) has become a critical approach to mitigate this issue. Monoethanolamine (MEA) solution is widely used in various industries to capture CO2; however, the regeneration of MEA remains a challenge due to the high energy demands associated with the conventional stripping method, which requires boiling the solution. This study successfully developed …

การวิเคราะห์เปรียบเทียบแบบจำลองแบบดั้งเดิม แบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่อง และแบบจำลองผสมสำหรับการทำนายสภาวะการทำงานของหอกลั่นเพนเทน-เฮกเซนที่มีจำนวนข้อมูลจำกัด, จิรภัทร ร่มแก้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

กระบวนการกลั่นเป็นกระบวนการที่นิยมใช้เป็นอย่างมากในอุตสาหกรรมเคมีซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ค่าดำเนินการสูง การปรับสภาวะการดำเนินการของหอกลั่นสามารถช่วยให้ลดค่าดำเนินการที่ใช้ได้ แบบจำลองโดยการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine learning model) สามารถนำมาใช้ในการช่วยเลือกสภาวะการดำเนินการได้และมีการนำมาประยุกต์ใช้ในสายงานวิศวกรรมเคมีอย่างแพร่หลายแต่กลับยังไม่มีการศึกษาถึงอัลกอริทึมของแบบจำลองที่เหมาะสมกับหอกลั่นรวมถึงจำนวนข้อมูลขั้นต่ำที่จำเป็นต้องใช้ในการสร้างแบบจำลอง วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาช่องว่างดังกล่าวและผลของการผสมข้อมูลระหว่างข้อมูลจริงกับข้อมูลสร้างที่ถูกสร้างขึ้นโดยแบบจำลองแบบดั้งเดิม (Conventional model) โดยใช้หอกลั่นแยกเพนเทนและเฮกเซนเป็นข้อมูล มีการเปรียบเทียบกับแบบจำลองแบบดั้งเดิมผ่านโปรแกรมที่นิยมใช้เพื่อเป็นเกณฑ์ในการตัดสินความน่าเชื่อถือของแบบจำลองโดยการเรียนรู้ของเครื่อง อัลกอริทึมที่นำมาศึกษามีด้วยกันสี่อัลกอริทึมได้แก่ การถดถอยแบบเคอร์เนล ริดจ์ (Kernel ridge regression) เคเนียร์เรสเนเบอร์ (k-Nearest neighbor) ต้นไม้การตัดสินใจ (Decision tree) และโครงข่ายประสาทเทียม (Artificial neural network) อัลกอริทึมที่เหมาะสมกับชุดข้อมูลหอกลั่นมากที่สุดคือโครงข่ายประสาทเทียมซึ่งมีความซับซ้อนในแบบจำลองมากที่สุดทำให้สามารถเรียนรู้ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรในข้อมูลหอกลั่นได้โดยความแม่นยำจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนข้อมูลฝึกที่ใช้ เมื่อนำข้อมูลสร้างที่มีความแม่นยำใกล้เคียงกับข้อมูลจริงผสมกับข้อมูลจริงจะสามารถเพิ่มความแม่นยำของแบบจำลองโดยการเรียนรู้ของเครื่องในกรณีที่มีจำนวนข้อมูลจริงน้อยได้

การวิเคราะห์เชิงเศรษฐศาสตร์เทคโนโลยีของแนวทางการผลิตไฮโดรเจนสำหรับกระบวนการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเมทานอลและเปลี่ยนเมทานอลเป็นโอลิฟินส์, กันตภณ มานิมนต์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

อุตสาหกรรมปิโตรเคมีเป็นหนึ่งในแหล่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) คิดเป็นสัดส่วนใหญ่ของโลก โดยเฉพาะจากกระบวนการแครกเกอร์แนฟทาด้วยไอน้ำ (Steam Naphtha Cracking) การดักจับและใช้ประโยชน์จากคาร์บอน (Carbon Capture and Utilization: CCU) จึงเป็นแนวทางที่ได้รับความสนใจเพื่อลดการปล่อย CO2 หนึ่งในกระบวนการที่มีศักยภาพคือ ไฮโดรเจนของคาร์บอนไดออกไซด์ (Hydrogenation of CO2) เพื่อผลิตเมทานอล ซึ่งเมทานอลสามารถนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในกระบวนการแปรรูปเป็นโอเลฟินส์ (Methanol-to-Olefins: MTO) ได้อีกด้วย งานวิจัยนี้ศึกษาแนวทางการผลิตไฮโดรเจนซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญของกระบวนการ โดยศึกษา3 ประเภท ได้แก่ ไฮโดรเจนสีเทา (Grey Hydrogen) จากกระบวนการ Steam Methane Reforming (SMR), Autothermal Reforming (ATR) และ SMR ร่วมกับ ATR, ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน (Blue Hydrogen) และไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) จากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส (AEL) โดยทำการจำลองกระบวนการด้วย Aspen Plus และประเมินค่าเชิงเศรษฐศาสตร์ด้วยค่า LCOH (Levelized Cost of Hydrogen) ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ไฮโดรเจนสีเทาแบบ SMR มี LCOH ต่ำที่สุดที่ 1.03 USD/kg H2 แต่ปล่อย CO2 สูงสุด 13.44 kg CO2/kg H2 ขณะที่ไฮโดรเจนสีน้ำเงินให้การลด CO2 ที่ดีขึ้น 6.85 kg CO2/kg H2 ด้วยต้นทุนที่เพิ่มขึ้น 1.16 USD/kg H2 ส่วนไฮโดรเจนสีเขียวปล่อย CO2 ต่ำที่สุดแต่มีต้นทุนสูงสุดที่ 4.38 USD/kg H2 ดังนั้นการเลือกใช้แหล่งผลิตไฮโดรเจนที่เหมาะสมจึงมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความยั่งยืนของกระบวนการผลิตเมทานอลและโอเลฟินส์ในอนาคต

Process Optimization Of Bioactive Compound Extraction From Aloe Vera Leaf Skin Using Natural Deep Eutectic Solvents: An Integrated Computational-Experimental Approach, Sopita Chanmee

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This study aimed to evaluate the efficiency of environmentally friendly natural eutectic solvents (NADESs) for the extraction of bioactive compounds from Aloe vera leaf skin (AVLS) in comparison with conventional solvents, namely water and 80% ethanol. The experiment used NADES based on choline chloride with four hydrogen bonding agents (HBDs), namely xylose, glycerol, propylene glycol and lactic acid. The results showed that ChCl:Xy gave the highest phenolic compounds content, while ChCl:La gave the highest anthraquinone content and antioxidant activity as tested by DPPH and FRAP. COSMO-RS and sigma profile analyses revealed the molecular interactions affecting the extraction efficiency, which showed …