Chemical Engineering Commons^™

Increased Liver Stiffness Promotes Hepatitis B Progression By Impairing Innate Immunity In Ccl4-Induced Fibrotic Hbv+ Transgenic Mice, Grace Bybee, Youra Moeun, Weimin Wang, Kusum K. Kharbanda, Larisa Y. Poluektova, Srivatsan Kidambi, Natalia A. Osna, Murali Ganesan

Department of Chemical and Biomolecular Engineering: Faculty Publications

Background: Hepatitis B virus (HBV) infection develops as an acute or chronic liver disease, which progresses from steatosis, hepatitis, and fibrosis to end-stage liver diseases such as cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). An increased stromal stiffness accompanies fibrosis in chronic liver diseases and is considered a strong predictor for disease progression. The goal of this study was to establish the mechanisms by which enhanced liver stiffness regulates HBV infectivity in the fibrotic liver tissue. Methods: For in vitro studies, HBV-transfected HepG2.2.15 cells were cultured on polydimethylsiloxane gels coated by polyelectrolyte multilayer films of 2 kPa (soft) or 24 kPa (stiff) …

Mesenchymal Stromal Cells And Alpha-1 Antitrypsin Have A Strong Synergy In Modulating Inflammation And Its Resolution, Li Han, Xinran Wu, Ou Wang, Xiao Luan, William Velander, Michael Aynardi, E. Scott Halstead, Anthony S. Bonavia, Rong Jin, Guohong Li, Yulong Li, Yong Wang, Cheng Dong, Yuguo Lei

Department of Chemical and Biomolecular Engineering: Faculty Publications

Rationale: Trauma, surgery, and infection can cause severe inflammation. Both dysregulated inflammation intensity and duration can lead to significant tissue injuries, organ dysfunction, mortality, and morbidity. Anti-inflammatory drugs such as steroids and immunosuppressants can dampen inflammation intensity, but they derail inflammation resolution, compromise normal immunity, and have significant adverse effects. The natural inflammation regulator mesenchymal stromal cells (MSCs) have high therapeutic potential because of their unique capabilities to mitigate inflammation intensity, enhance normal immunity, and accelerate inflammation resolution and tissue healing. Furthermore, clinical studies have shown that MSCs are safe and effective. However, they are not potent enough, alone, to …

Measurement Of Volumetric Deformation, Strain Localization, And Shear Band Characterization During Triaxial Testing Using A Photogrammetry-Based Method, Sara Fayek, Xiong Zhang, Xiaolong Xia, Qingqing Fu, Jeffrey D. Cawlfield

Civil, Architectural and Environmental Engineering Faculty Research & Creative Works

Triaxial Testing Has Been Routinely Used as a Standard Laboratory Test that Allows Correct Determination of Soil Characteristics. Previously the Volumetric Strain of the Triaxial Specimen Was Considered to Be Uniformly Distributed Along with the Specimen during the Isotropic and Deviatoric Loading. Although This Assumption Might Hold True under Isotropic Loading, the Effects of Restrained Ends and Disturbance during the Procedures of Specimen Installation and Testing Can Cause Nonuniform Strains throughout the Whole Specimen. This Paper Investigates the Effects of Specimen Preparation and Misalignment on the Strain Uniformity Along with the Soil Specimen during Triaxial Testing. a Series of Consolidated …

Anti-Freeze Double Network Hydrogels, William Gross

Williams Honors College, Honors Research Projects

Three polyethylene glycol (PEG) based crosslinkers with repeat unit nominal weights of 62.1, 200, and 400 g/mol in agar/PAM double network (DN) hydrogels were used to study the effect of different crosslinkers on thermal and mechanical properties. Using the one-pot synthesis method, hydrogels with the PEG crosslinkers or methylene-bis-acrylamide (MBAA) were made via sol-gel transition for formation of agar network, and photopolymerization of the PAM network using Irgacure 2959 as photo initiator. Tensile and compression tests were performed on as prepared, swollen, and swollen & cooled specimens of each hydrogel. Freezing time and thermal imaging were performed in -20 °C …

Analysis Of Plastic Pyrolysis Oil Separation Using Chemcad, Brian Berish, Juliana Mcgaffic

Williams Honors College, Honors Research Projects

Excessive plastic waste is a massive global issue. Plastic pyrolysis is a process of melting plastic in the absence of oxygen to create an wax-oil type substance called pyrolysis oil. This project will use a ChemCAD simulation to perform a distillation of a predetermined plastic pyrolysis oil into usable products. Heat integration will be used to construct a heat exchanger network and estimate utility usage. Sizing and costing of all equipment will be calculated and an overall cost analysis of the completed simulation will be performed to determine the economic viability of plant construction. Market research for potential products will …

Structural Design And Application Of Polymeric Silicon Elastomers, Jacob Wyant

Williams Honors College, Honors Research Projects

The purpose of this project was to determine how the polymeric structure and mechanical properties of this elastomer are affected by the ratio between the polydimethylsiloxane macromolecular chains and the crosslinkers. These were determined via tensile and compression testing. Then, spiropyran was added to observe how this fluorescence and crosslinking agent affected the elastomer. Also, the elastomer’s fluorescent and icephobic nature were tested. The elastomers with a higher ratio of crosslinker to macromolecular chain could withstand higher tensile and compressive strains but failed at lower stresses than their counterparts with lower concentrations of crosslinkers. The elastomers were also found to …

Distillery, Clare Nicholas, Patrick Hanlon

Williams Honors College, Honors Research Projects

The goal for this project is to make a cost effective still. We will be implementing cost saving parts to create a cheap but effective still. From initial research conducted, we will try to combine a stainless steel still and copper still together so that the cheaper material (stainless steel) and the component that removes sulfur compounds (copper) are both implemented. The ME side of the project will focus on the actual design and construction of the parts that will be implemented into the still. Included in the design process will be calculations of heat transfer for the current and …

Comparing Weathering Effects Of Ultraviolet And Xenon Arc Accelerated Aging On Polyvinyl Chloride, Collin Mcinnes

Williams Honors College, Honors Research Projects

As the ubiquitousness of polymers increases and begins seeing use in outdoor settings, the need to fully understand how these materials degrade is also necessary. This study aims to compare two known accelerated aging methods, namely an ultraviolet light chamber and a xenon arc light chamber, to understand what differences, if any, manifest in the mechanical, chemical, and cosmetic deterioration of polyvinyl chloride (PVC) after long-term exposure. The study utilizes Fourier-transform infrared spectroscopy, dynamic mechanical analysis, thermogravimetric analysis, and colorimetry analysis to determine the extent of degradation and potential discrepancies between the aging methods.

Point Density For Soil Specimen Volume Measurements In Image-Based Methods During Triaxial Testing, Sara Fayek, Xiong Zhang, Javad Galinmoghadam, Jeffrey D. Cawlfield

Civil, Architectural and Environmental Engineering Faculty Research & Creative Works

Discrete Measurement Targets Were Frequently Utilized in Image-Based Methods on the Specimen's Surface to Monitor the Soil Specimen during Triaxial Testing. However, the Required Density of Measurement Targets that Should Be Used in Triaxial Testing to Achieve Highly Accurate Volume Measurement Has Not Been Investigated. to overcome This Limitation, This Paper Presents a Parametric Study to Determine the Optimum Target/point Densities to Be Utilized on the Triaxial Soil Specimen Surface to Achieve the Desired Level of Volume Measurement Accuracy in Image-Based Methods. LiDAR Scanning Was Applied to Establish the "Ground Truth" Volume of the Specimen. the Effects of Deformation and …

Investigation Of Recrosslinkable Preformed Particle Gels For Natural Gas Conformance Control, Ali Abdulmohsen Al Brahim

Doctoral Dissertations

"Recross linkable Preformed Particle Gel (RPPG) is a novel type of preformed particle gel in which particles can bond together to form a strong bulk gel system after being placed in the target formation. In this research, I systematically evaluated the feasibility of using this product to improve gas flooding conformance for mature reservoirs with conduits or fractures. Two RPPG systems were used for the experiment: a CO₂- resistant RPPG (CR-RPPG) synthesized using acrylamide (AM) and 2-acrylamide-2- methylpropane sulfonate acid (AMPS), designed for CO2 flooding; and an acrylamide-co-acrylic acid-based RPPG (LT-RPPG), designed for water flooding. Different experimental apparatuses …

Ptco/Mwcnts Prepared By A Microwave-Assisted Polyol Method For Selective Cinnamaldehyde Hydrogenation, Kaiying Wang, Yuzi Liu, Jee-Ching Wang, Xinhua Liang

Chemical and Biochemical Engineering Faculty Research & Creative Works

Using microwave irradiation, PtCo alloy nanoparticles were deposited within a few minutes on COOH-functionalized MWCNT supports. The obtained catalysts were used for selective hydrogenation of cinnamaldehyde, a reaction whose products are widely used in various fields. In the selective cinnamaldehyde hydrogenation to cinnamyl alcohol, microwave-prepared catalysts (generically, Pt_xCo_y-MW) outperformed a catalyst prepared by the conventional method (Pt₁Co₂-con). The highest selective hydrogenation to cinnamyl alcohol, 89%, was obtained using Pt₁Co₂-MW, while Pt₁Co₂-con showed a selectivity of 76%. Characterization results confirmed that the microwave prepared samples …

Kinetic Assessment Of Light Hydrocarbons Separation Over Fe-Doped 13x Composite Sorbents Under Multicomponent Feed Conditions, Khaled Baamran, Jimmy D.L. Moreno, Ali A. Rownaghi, Fateme Rezaei

Chemical and Biochemical Engineering Faculty Research & Creative Works

Current sorbents investigated for light olefin/paraffin separation usually suffer from low selectivity. Besides, multicomponent analysis of this important separation is usually overlooked in the literature. To enhance the separation efficiency of zeolite 13X, we developed a series of Fe₂O₃/13X composite sorbents and assessed their separation performance using binary, ternary, and multicomponent gas mixtures of C₂H₄, C₂H₆, CH₄, and H₂. In these composites, nano- and micro Fe₂O₃ particles (NPs and MPs) with varied loadings were used, while Fe was also ion-exchanged into …

Assessment Of The Dimensionless Groups-Based Scale-Up Of Gas–Solid Fluidized Beds, Faraj M. Zaid, Haider Al-Rubaye, Thaar M. Aljuwaya, Muthanna H. Al-Dahhan

Chemical and Biochemical Engineering Faculty Research & Creative Works

The most common scale-up approach for gas–solids fluidized beds is based on matching the governing dimensionless parameters. in the literature, this approach has been validated only by means of measuring global parameters between different sizes of fluidized beds. However, such global measurements are not sufficient to depict all the interplaying hydrodynamic phenomena and hence verify the scale-up relationships. Therefore, to assess this approach, an advanced gas–solids optical probe and pressure transducer measurement techniques have been applied to quantify local hydrodynamic parameters in two different sized fluidized beds. Four different sets of experimental conditions were designed and conducted to examine the …

Nanomaterial Payload Delivery To Central Nervous System Glia For Neural Protection And Repair, Jayant Saksena, Adelle E. Hamilton, Ryan J. Gilbert, Jonathan M. Zuidema

Chemical and Biochemical Engineering Faculty Research & Creative Works

Central nervous system (CNS) glia, including astrocytes, microglia, and oligodendrocytes, play prominent roles in traumatic injury and degenerative disorders. Due to their importance, active pharmaceutical ingredients (APIs) are being developed to modulate CNS glia in order to improve outcomes in traumatic injury and disease. While many of these APIs show promise in vitro, the majority of APIs that are systemically delivered show little penetration through the blood–brain barrier (BBB) or blood-spinal cord barrier (BSCB) and into the CNS, rendering them ineffective. Novel nanomaterials are being developed to deliver APIs into the CNS to modulate glial responses and improve outcomes in …

Synthesis Of N-Doped Tio2 Nanoparticles With Enhanced Photocatalytic Activity For 2,4-Dichlorophenol Degradation And H2 Production, Javed Ali Khan, Murtaza Sayed, Noor S. Shah, Sanaullah Khan, Ashfaq Ahmad Khan, Muhammad Sultan, Ammar M. Tighezza, Jibran Iqbal, Grzegorz Boczkaj

All Works

Nitrogen-doped titanium dioxide (N-TiO2) nanoparticles were prepared using a modified sol-gel method. The as-prepared nanoparticles were characterized by state-of-the-art techniques for their optical, structural and morphological properties. The crystallite size, surface area and bandgap energy of reference TiO2 and N-TiO2 nanoparticles were found to be 16.1 and 10.9nm, 83.6 and 131.8 m2 g−1 and 3.23 and 2.89eV, respectively. The photocatalytic activities, in terms of 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) degradation, of reference TiO2 and N-TiO2 were found to be 46.9 and 65.4% at 120min of treatments under UV light irradiation and 21.5 and 77.6% at 240min of treatment under visible light irradiation, employing …

Scalable And Continuous Fabrication Of Dendrimer Based Gene And Protein Delivery Systems, Joseph Johnston

Masters Theses

"Gene and protein therapeutics play critical roles in the drug market and represent the future of biopharmaceuticals. Polymeric nanoparticle-based gene/protein delivery systems are promising owing to their ability to protect the cargo from degradation, improving intracellular delivery and transfection efficiency as well as abundant sources and flexibility to be modified. Yet the successful industrialized production and clinical application of polymeric nanoparticle-based delivery systems have long been limited by unsatisfied delivery efficiency and the lack of reproducible and scalable methods for the preparation of uniform nanoparticles with good batch to batch consistency. To address the unsatisfied efficacy and difficulty in scale-up …

Chemical Decomposition Of Flexible Polyurethane Foam To Generate A Media For Microbial Upcycling, Kaushik Baruah

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Polyurethane waste is becoming a global concern as a large amount is being disposed of in landfills every year, and only a fraction is being recycled. Several polyurethane recycling techniques exist, of which ammonolysis and base-catalyzed hydrolysis is the least explored. Flexible polyurethane foam (FPUF) decomposition can generate amines that can act as a carbon source for the growth of microbial consortia. This study aims to generate a novel media capable of microbial upcycling via ammonolysis and base-catalyzed hydrolysis of flexible polyurethane foams (FPUFs) using ammonium hydroxide and subsequently determine the reaction conditions for maximum solubilization of polyurethane foam in …

Virus Inactivation By Novel Virucidal Materials, Sneha Singh

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The development of virucidal coatings to inactivate a broad spectrum of viruses has gained popularity. Antiviral coating of personal protective equipment such as facial coverings can reduce the accumulation of viral load and mitigate transmission of airborne illnesses, which occur primarily through direct contact with respiratory aerosols or droplets carrying infectious viruses. Moreover, modification of PPE to inactivate viruses upon contact improves their reusability and reduces waste. Coating high frequency touch surfaces with similar virucidal coatings can reduce the risk of disease transmission associated with contaminated surfaces. This study explores the development of three novel virucidal materials to control the …

Microscopic And Laboratory Scale Characterization Methods To Evaluate Biomass Deconstruction, Meenaa Chandrasekar

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Renewable fuels from lignocellulosic biomass are an appealing option because they can seamlessly integrate into the existing fuel distribution infrastructure. Lignocellulosic biomass constitutes nonedible plant material obtained from plant cell walls. The natural recalcitrance of lignocellulosic biomass poses a challenge in accessing the cell wall carbohydrates during biochemical conversion. Despite various approaches, enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass remains economically impractical due to incomplete knowledge about biomass recalcitrance and the influence of environmental factors on biomass quality.

The first goal of this dissertation was to construct a microfluidic imaging reactor to better understand the tissue-specific deconstruction of plant materials. Confocal laser …

Treating Contaminated Water: Predicting Reactivities Of Aqueous Organic Contaminants With Hydrated Electrons, And Development Of A Biogarden To Manage Greywater Discharge In Monteverde, Costa Rica, Rose C. Daily

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Advanced reduction processes (ARPs) that generate highly reactive solvated electrons (e^-_aq) are a promising method for the destruction of conventional and emerging aqueous organic contaminants. While there is a large database of contaminant reactivity with e^-_aq in the literature, there is little information on the detailed elementary mechanisms for reduction of multifunctional group compounds and the impact of those functional groups on reactivity. As it is difficult to determine specific mechanisms through experiments and time consuming to measure reactivity, the development of computational approaches to elucidate mechanisms and predict reactivity is becoming increasingly important. In …

Hydro Cyclonic Separation Of Polyester Microfibers From Washing Machine Wastewater, Joe Kulkarni

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Clothing made from synthetic materials shed fibers in washing machines, and these fibers find their way into the effluent water. These fibers can absorb toxic materials in wastewater treatment plants and can then carry these toxins into other aquatic environments.

It’s believed that a hydro cyclone could be scaled down enough to fit into a washing machine and could be used to filter out up to 80% of the microparticles from the effluent water. It’s proposed to investigate if a hydro cyclone can be used for this application. The overall goal was for the hydro cyclone to concentrate the micro …

Co2-Assisted Ethylene Production And Subsequent Purification: A Materials Development, Kinetic Assessment, And Process Performance Investigation, Khaled Baamran

Doctoral Dissertations

"This research focuses on the In-Situ CO₂ capture and utilization in the oxidative dehydrogenation of ethane (ODHE) for ethylene production, and a subsequent ethylene purification through adsorptive separation process. In particular, several dual-function materials (DFMs) were developed, formulated into 3D-structure, and investigated for ODHE reaction to ethylene under various process conditions using CO₂ as a mild oxidant. The DFMs materials were consisted of CaO and metal oxides (e.g., Cr₂O₃ and V₂O₅) supporting H-ZSM-5. The results indicated that higher cell densities lead to better performance due to kinetic enhancement, and the optimum …

Photoelectrochemical Oxidation Of Benzyl Alcohol In A Continuous-Flow Microchannel Reactor Using Titanium Dioxide Photoanode, Sirachat Sattayarak

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Fossil fuel, a primary energy source of humans, emits carbon dioxide and other greenhouse gases which have a high impact on the environment. Renewable energy development has been promised to solve the problem. Solar light, a renewable energy with an unlimited energy source, has gained attention to develop in various applications including energy production and catalytic chemical reactions. The photoelectrochemical process is a chemical catalysis technique that combines electrochemical and photocatalysis and has an advantage of low energy consumption due to solar energy support. In this work, the continuous-flow photoelectrochemical reactor was fabricated to undergo the oxidation reaction of benzyl …

Transformation Graphene Quantum Dot Structure On Ag Electrodes Under Electrochemical Reduction, Sivakorn Bovornsintuchon

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this study, we investigated the effect of electrochemical reduction time on the characteristicsstructural changes of various GQDs on Ag/Cu electrode was investigated. The GQDs were derived from three precursors including materials: Acetic, Glycine, and Bicarbonate were treated under electrochemical reduction conditions for , with reaction times of 15, 30, 45, and 60 minutes respectively. The obtained sSamples from each time period were then tested for their applicability in graphene screen-printed carbon electrodes using cyclic voltammetry techniques. The cyclic voltammetry test results revealed that among all the samples, those derived from Blue CL-GQDs #Acetic at 15 minutes and 60 minutes …

Techno-Economic Analysis Of Acetone And Ethylene Production From Bioethanol, Thanyarath Nueangchamnong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Bioethanol is primarily blended with gasoline to produce "gasohol." This blend not only reduces dependence on fossil fuels but also cuts down on crude oil imports and bolsters the agricultural sector by creating a market for crops and their residues. Currently, Thailand is witnessing a growing trend towards electric vehicles (EVs). This trend is largely driven by government subsidies for domestic EV manufacturing and plans by overseas companies to establish manufacturing bases within the country. As a result, the bioethanol industry in Thailand is grappling with challenges, chief among them being the decreasing demand for its product. Nonetheless, any bioethanol …

ผลกระทบของวิธีการสร้างภาพเอกซเรย์ต่อความถูกต้องของ ค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนและเลขอะตอมยังผลจาก เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์จำลองการรักษาแบบสองพลังงาน, เกตุนภาพร เกตุประดิษฐ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในระยะไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ในหลายรูปแบบ หนึ่งในนั้นได้แก่เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบสองพลังงาน (Dual-Energy Computed Tomography) ซึ่งมีความแม่นยำในการประมาณค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนและค่าเลขอะตอมยังผล ทั้งสองค่านี้มีความสำคัญในด้านรังสีรักษาเป็นส่วนบ่งบอกคุณลักษณะของเนื้อเยื่อ งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาความถูกต้องของการคำนวณค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนและค่าเลขอะตอมยังผลจากภาพที่ประมวลผลด้วย Iterative reconstruction algorithm วิธีการทดลอง ขั้นตอนแรกจะสร้างหุ่นจำลองดิจิตอลโดยใช้โปรแกรม MATLAB R2021a อ้างอิงลักษณะเนื้อเยื่อจากหุ่นจำลอง GAMMEX 467 โดยมีประเภทเนื้อเยื่อดังต่อไปนี้ เนื้อเยื่อกระดูกชนิดเนื้อแน่น (Cortical bone) เนื้อเยื่อสมอง (Brain) เนื้อเยื่อไขมัน (Adipose) และเนื้อเยื่อเต้านม (Breast) ขั้นตอนที่สองสร้างซิโนแกรม (sinogram) โดยจำลองพลังงานของรังสีเอกซ์จากเครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์แบบสองพลังงานที่พลังงาน 80 และ 140 kVp โดยใช้ SPEKTR 3.0 MATLAB Toolbox ให้พลังงานทั้งสองผ่านหุ่นจำลองดิจิตอลที่สร้างขึ้นมา เก็บมุมของภาพทั้งหมด 180 มุม ขั้นตอนที่สามเพิ่มสัญญาณรบกวนลงในภาพซิโนแกรมโดยตั้งค่าการกระจายสัญญาณรบกวน 3 ระดับได้แก่ 2, 5 และ 10 ขั้นตอนที่สี่ทำการประมวลผลสร้างภาพตัดขวางจากภาพซิโนแกรมที่ไม่มีสัญญาณรบกวนและมีสัญญาณรบกวนในระดับต่างๆ ด้วยวิธีการฉายภาพย้อนกลับแบบกรอง (Filtered back projection) และวิธีการวนซํ้า (iterative algorithm) โดยใช้ TIGRE Toolbox แล้วคำนวณหาค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนและค่าเลขอะตอมยังผลจากภาพที่ประมวลผลได้โดยใช้สมการ DEEDZ ผลการวิจัยพบว่าวิธีการประมวลผลแบบวิธีการวนซํ้า ให้ค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนจากภาพซิโนแกรมที่ไม่มีสัญญาณรบกวนและที่มีสัญญาณรบกวนในระดับต่างๆในเนื้อเยื่อทุกประเภทดีกว่าวิธีการฉายภาพย้อนกลับแบบกรอง ยกเว้น ภาพซิโนแกรมที่ไม่มีสัญญาณรบกวนในเนื้อเยื่อกระดูกชนิดเนื้อแน่นเมื่อเปรียบเทียบกับค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนมาตรฐาน ผลการวิจัยในส่วนค่าเลขอะตอมยังผลพบว่าวิธีการประมวลผลแบบวิธีการวนซํ้าให้ค่าเลขอะตอมยังผลจากภาพซิโนแกรมที่ไม่มีสัญญาณรบกวนและที่มีสัญญาณรบกวนในระดับต่างๆในเนื้อเยื่อทุกประเภทดีกว่าวิธีการฉายภาพย้อนกลับแบบกรองเมื่อเปรียบเทียบกับค่าเลขอะตอมยังผลมาตรฐาน

การศึกษาเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัมบนแร่ดินขาวที่ต่างกันเพื่อใช้ในปฏิกิริยาการขจัดน้ำของเอทานอลไปเป็นเอทิลีน, ณัฐธิดา ห่างภัย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัมบนแร่ดินขาวที่ต่างกันเพื่อใช้ในปฏิกิริยาการขจัดน้ำของเอทานอลไปเป็นเอทิลีนทั้งหมด 3 ชนิด ได้แก่ เคโอลิไนต์ มอนต์มอริลโลไนต์และอะลูมินัม พิลลาร์ มอนต์มอริลโลไนต์ โดยมีการใส่โมลิบดีนัมลงไปในตัวเร่งปฏิกิริยาให้มีความปริมาณของโมลิบดีนัมเปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักที่ต่าง คือ 2 5 และ 10 ซึ่งสามารถอภิปรายผลจากการวิเคราะห์ได้ว่า ปฏิกิริยาการขจัดน้ำด้วยเอทานอลไปเป็นเอทิลีน ที่อุณหภูมิประมาณ 200 ถึง 250 องศาเซลเซียส ได้ผลิตภัณฑ์หลักเป็นไดเอทิลอีเทอร์ และ อะซีตัลดีไฮด์ และที่อุณหภูมิประมาณ 300 ถึง 400 องศาเซลเซียสได้ผลิตภัณฑ์หลักเป็นเอทิลีน กลุ่มของตัวเร่งปฏิกิริยาในกลุ่มตัวรองรับเคโอลิไนต์ เมื่อมีการปรับปรุงด้วยโมลิบดีนัมทำให้พื้นที่ผิวนั้นมีค่าลดลง แต่ความเป็นกรดนั้นสูงขึ้น ส่งผลให้ร้อยละการใช้ของเอทานอลและร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์เอทิลีนเพิ่มขึ้นขาก 42.9 และ 10.0 เป็น 57.4 และ 44.2 ตามลำดับ ที่ปริมาณโมลิบดีนัม 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ส่วนของกลุ่มตัวเร่งปฏิกิริยากลุ่มรองรับมอนต์มอริลโลไนต์ซึ่งมีพื้นผิวที่สูง และความเป็นกรดที่สูง เมื่อมีการปรับปรุงด้วยโมลิบดีนัมแล้วทำให้ค่าความเป็นกรดเพิ่ม ทำให้ร้อยละการใช้ของเอทานอลและร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์เอทิลีนปริมาณสูงสุดอยู่ที่ปริมาณโมลิบดีนัมที่ 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักอยู่ที่ 96.8 และ 89.1 เพิ่มขึ้นเป็น 99.4 และ 86.8 ตามลำดับ และในกลุ่มตัวเร่งปฏิกิริยาตัวรองรับอะลูมินัม พิลลาร์ มอนต์มอริลโลไนต์เดิมทีตัวเร่งปฎิกิริยารองรับอะลูมินัม พิลลาร์ มอนต์มอริลโลไนต์มีค่าความเป็นกรดที่อยู่ระดับที่ดีอยู่แล้ว เมื่อมีการปรับปรุงด้วยโมลิบดีนัมแล้วไม่เป็นผลดีต่อการเพิ่มค่าคอนเวอร์ชันของเอทานอลและค่าการเลือกเกิดของเอทิลีน และจากการศึกษาการเปรียบเทียบการเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกปรับปรุงด้วยโมลิบดีนัมเกิดการเสื่อมภาพของตัวเร่งปฏิกิริยามากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยังไม่ถูกปรับปรุงด้วยโมลิบดีนัม

การดูดซับสีย้อมรีแอคทีฟแบล็ค 5 โดยถ่านกัมมันต์จาก กากกาแฟ, ธวัชชัย คุลบุตร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยนี้ศึกษาการนำกากกาแฟมาใช้เป็นวัสดุตั้งต้นในการสังเคราะห์เป็นถ่านกัมมันต์ เพื่อใช้สำหรับการกำจัดสีย้อมรีแอคทีฟแบล็ค 5 ผ่านกระบวนการดูดซับทั้งแบบกะและแบบคอลัมน์ ถ่านกัมมันต์สังเคราะห์โดยนำสารละลายซิงค์คลอไรด์มาตรึงรูปบนกากกาแฟจากนั้นนำไปผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชันภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน พบว่าถ่านกัมมันต์ที่ได้จากกากกาแฟโรงงานอุตสาหกรรมผลิตกาแฟสำเร็จรูปซึ่งผ่านการคาร์บอไนเซชันที่อุณหภูมิ 600°C และกระตุ้นในอัตราส่วนมวลของกากกาแฟต่อซิงค์คลอไรด์เกรดงานวิเคราะห์ 1:3 (Z3-IC600) ให้พื้นที่ผิวจำเพาะ (SBET = 1260.39 m2/g) และปริมาตรรูพรุนมีโซพอร์ (Vmeso= 1.03 cm3/g) จำนวนมาก เมื่อเทียบกับถ่านที่ได้จากกากกาแฟที่ไม่กระตุ้นด้วยซิงค์คลอไรด์ ซึ่งมีพื้นที่ผิวจำเพาะ 31.82 m2/g และปริมาตรรูพรุนรวมเท่ากับ 0.04 cm3/g โดยการมีอยู่ของรูพรุนชนิดมีโซพอร์ของตัวอย่าง (Z3-IC600) ส่งผลให้มีค่าการดูดซับสีย้อมรีแอคทีฟแบล็ค 5 แบบกะสูงสุดตามแบบจำลองแลงเมียร์ (qm) เท่ากับ 120.39 mg/g และสำหรับการดูดซับแบบคอลัมน์ ถ่านกัมมันต์ที่กระตุ้นในอัตราส่วนมวลของกากกาแฟต่อซิงค์คลอไรด์เกรดอุตสาหกรรม 1:3 และอุณหภูมิคาร์บอไนเซชัน 600°C ถูกเลือกใช้เป็นวัสดุดูดซับ เพราะสารเคมีซิงค์คลอไรด์เกรดอุตสาหกรรมมีราคาถูกกว่าเกรดงานวิเคราะห์อย่างมาก และให้สมบัติความเป็นรูพรุนของถ่านกัมมันต์และค่าการดูดซับสีย้อมรีแอคทีฟแบล็ค 5 แบบกะ ใกล้เคียงกับการกระตุ้นด้วยซิงค์คลอไรด์เกรดงานวิเคราะห์ (SBET = 1225.39 m2/g, Vmeso= 0.92 cm3/g และ qm = 113.01 mg/g) ซึ่งวัสดุดูดซับดังกล่าวมีค่าการดูดซับสีย้อมรีแอคทีฟแบล็ค 5 แบบคอลัมน์ ณ จุดอิ่มตัว (qe) เท่ากับ 60.40 mg/g ที่ความเข้มข้นเริ่มต้น 100 mg/L อัตราการไหล 10 mL/min และความสูงของเบดนิ่ง 5 cm โดยทั้งหมดทดลองภายใต้ pH ที่เป็นกลาง

การกักเก็บน้ำหอมโดยใช้โซเดียมไตรโพลีฟอสเฟตและแป้งดัดแปรสำหรับผงซักฟอก, ธีราพัฒน์ บุญชัยพัฒน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

น้ำหอมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักที่สำคัญของผงซักฟอก มีหน้าที่ให้ความหอมแก่เนื้อผ้า ทั้งยังมีส่วนดึงดูดให้ผู้ใช้ตัดสินใจเลือกซื้อ ในกระบวนการผลิตผงซักฟอกโดยทั่วไปนั้น น้ำหอมจะถูกผสมลงไปในรูปของเหลว ซึ่งเพิ่มความชื้นให้แก่ผงซักฟอก และหากเติมมากจนเกินไปผงซักฟอกก็จะจับตัวกันเป็นก้อน ดังนั้น การใช้น้ำหอมในรูปแบบผงจึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อลดข้อด้อยดังกล่าว ผู้ผลิตรายใหญ่เริ่มปรับเปลี่ยนมาใช้ผงน้ำหอม ซึ่งทำมาจาก Melamine-formaldehyde ที่ห่อหุ่มน้ำหอมไว้ในรูปแบบผง แต่สารห่อหุ้มดังกล่าวก็ยังมีข้อเสียที่ปลดปล่อย Microplastic กลับสู่สิ่งแวดล้อม เพื่อแก้ไขจุดอ่อนนี้ สารห่อหุ่มชนิดต่างๆ จึงได้รับการพัฒนาขึ้น รวมถึงงานวิจัยนี้ที่จะนำเสนอแนวทางการทำผงน้ำหอมด้วยเทคนิคสเปรย์ดราย โดยนำส่วนผสมที่มีอยู่แล้วในผงซักฟอกนำมาใช้เป็นสารห่อหุ้ม สำหรับงานวิจัยนี้ได้เลือกใช้ Sodium tripolyphosphate (STPP) และ HI-CAP® 100 (HICAP) เป็นสารห่อหุ้ม มี D-limonene (DL) เป็นน้ำหอมต้นแบบ มี Solid content = 21% และมี Core/Wall Ratio = 0.2 การทำผงน้ำหอมมีด้วยกัน 2 ขั้นตอน คือ การทำอิมัลชันและการทำสเปรย์ดราย โดยทำการทดลองเปลี่ยนแปลงอัตราส่วน STPP : HICAP ในขั้นตอนการเตรียมอิมัลชัน และเปลี่ยนแปลง Inlet Temperature ในการขั้นตอนการทำสเปรย์ดราย ผลที่ได้คือ วิธีการเติม STPP มีผลต่อขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคอิมัลชัน โดยที่ HICAP มีส่วนช่วยในการรวมตัวเป็นอิมัลชันได้ดีขึ้น สำหรับอัตราส่วนระหว่าง STPP : HICAP ที่ 1 : 1 นั้นมีมากเพียงพอที่จะห่อหุ้ม DL ไว้ ทั้งนี้ ขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคอิมัลชัน ไม่ได้เป็นปัจจัยเดียวที่ส่งผลต่อการกักเก็บน้ำหอม อัตราส่วนของสารห่อหุ้มก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่ง สำหรับการเพิ่ม Inlet temperature ในขั้นตอนการทำสเปรย์ดราย มีส่วนทำให้ปริมาณ DL บนพื้นผิวและความชื้นของผงน้ำหอมลดลง ในขณะที่เมื่อดูลักษณะทางกายภาพของผงน้ำหอม พื้นผิวของผงน้ำหอมที่มีลักษณะเป็นทรงกลมและผิวย่น สามารถบ่งบอกเบื้องต้นได้ว่ามีปริมาณ DL ที่คงอยู่ในผงน้ำหอมมากกว่า พื้นผิวของผงน้ำหอมที่มีลักษณะทรงกลมผิวเรียบ และเมื่อศึกษาในด้านความคงตัว STPP กับ HICAP สามารถห่อหุ้มป้องกันการออกซิไดซ์ของ DL ในผงซักฟอกได้ในช่วง …

ดีไฮเดรชันของเอทานอลไปเป็นเอทิลีนบนตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัมออกไซด์และทังสเตนออกไซด์บนตัวรองรับไบโอชาร์, ปณต ปิ่นสุภา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาคุณลักษณะและประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดินัมออกไซด์และทังสเตนออกไซด์บนตัวรองรับไบโอชาร์ที่ทำมาจากไม้ไผ่ (Mo/BOC และ W/BOC) โดยการทำปฏิกิริยาดีไฮเดรชันของเอทานอลไปเป็นเอทิลีนที่อุณหภูมิ 200 - 400 องศาเซลเซียสและทำการแปรค่าเปอร์เซ็นของโลหะที่ใส่ลงไปที่ 2, 5, 7 และ 10% โดยน้ำหนัก วิธีการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาจะใช้วิธีการเคลือบฝังทั้งหมด หลังจากนั้นจะนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้ไปทำการทดสอบคุณลักษณะด้วยวิธีต่างๆ เช่น SEM-EDX, XRD และอื่นๆ เป็นต้น ต่อมาจะได้ทำการหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ให้ค่าเปอร์เซ็นคอนเวอร์ชันสูงสุด ค่าการเลือกเกิดของเอทิลีนที่ดีที่สุดและอุณหภูมิที่ทำให้เกิดเอทิลีนมากที่สุด อีกทั้งยังทำการเปรียบเทียบตัวรองรับไบโอชาร์ที่ทำมาจากวัสดุอื่นอีก ได้แก่ ไบโอชาร์จากชานอ้อยและกัญชง โดยผลการทดลองจะได้ว่าเปอร์เซ็นของโลหะที่เหมาะสมที่สุดคือ 10% ทั้งของโมลิบดินัมออกไซด์และทังสเตนออกไซด์ โดย 10%Mo/BOC จะให้ค่าคอนเวอร์ชันสูงที่สุดเท่ากับ 44.6% ค่าการเลือกเกิดเอทิลีนมากสุด 57.5% และอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดคือ 400 องศาเซลเซียส 10%W/BOC จะให้ค่าคอนเวอร์ชันสูงที่สุดคือ 6.8% ค่าการเลือกเกิดเอทิลีนสูงสุดเท่ากับ 49.6% และอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดคือ 400 องศาเซลเซียส