جلسه دفاع از پایان نامه: آقای محسن ناظریان: مهندسي بيوتكنولوژي
 خلاصه خبر: بررسی بهبود عملکرد فرآیند فروشویی زیستی فلزات آلومینیوم و منگنز از کاتد باتری‌های یون-لیتیم مستعمل به کمک روش فراصوت
چکیدهدر میان پسماندهای الکترونیکی باتری‌های لیتیم-یون به دلیل کاربرد فراوان آن‌ها در وسایل مختلف الکترونیکی و وجود فلزات سمی و ارزشمند فراوان در آن‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند و لذا در این پژوهش به‌عنوان نمونه مورد بررسی انتخاب شدند. روش‌های سنتی برای بازیافت پسماندهای الکترونیکی به دلیل هزینه گزاف و تولید محصولات جانبی خطرناک، ناکارآمد هستند. فروشویی زیستی با بهره‌گیری از ریزاندامگان به عنوان روشی مؤثر، دوستدار محیط‌زیست و اقتصادی برای بازیافت پسماندهای الکترونیکی به شمار می‌آید؛ اما یکی از نقص‌های این روش سرعت پایین فرآیند است که نیاز به بررسی دارد. کاربرد آوادهی در فروشویی زیستی، روشی است که منجر به افزایش سرعت فروشویی شده و همچنین میزان استخراج فلزات را افزایش می‌دهد. آوادهی استخراج فلز را از طریق افزایش تولید متابولیت‌ها و افزایش اختلاط در مقیاس میکرو افزایش می‌دهد؛ اما تحقیقات محدودی بر روی ریزاندامگان‌ها شده است. در این راستا در این تحقیق از باکتری اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس که سویه شناخته شده‌ای در فروشویی زیستی به شمار می‌رود برای بررسی تأثیرگذاری آوادهی بر میزان بازده فروشویی زیستی استفاده شد. در مطالعه حاضر ابتدا تأثیر آوادهی بر روی رشد باکتری اسیدی‌تیوباسیلوس فرواکسیدانس بررسی شد که اعمال امواج آوادهی در توان 5/203 و زمان 10 دقیقه به‌طور پیوسته به‌عنوان مقادیر بهینه برای رشد باکتری به دست آمد. فرآیند خودهی از غلظت 1/0 درصد (وزنی-حجمی) آغاز شد و تا 5/1 درصد (وزنی-حجمی) به پایان رسید. به دلیل خو نگرفتن باکتری در توده چگالی‌های بالا از روش فروشویی زیستی مستعمل برای ادامه کار استفاده شد. برای بررسی اثر آوادهی بر روی محیط کشت مستعمل چهار حالت مختلف ممکن مورد بررسی قرار گرفتند که در میان این چهار حالت، حالتی که آوادهی هم در حین رشد و هم در حین فروشویی زیستی اعمال شد به دلیل افزایش در بازیابی فلزات منگنز، لیتیم، نیکل و کبالت به ترتیب به میزان 8، 10، 10 و 6 درصد و همچنین کاهش زمان فروشویی زیستی از 24 ساعت به 12 ساعت نسبت به حالتی که آوادهی اعمال نشود به‌عنوان بهترین حالت انتخاب شد. در مورد فلز آلومینیوم هم عمده تأثیر آوادهی تنها در کاهش زمانی فروشویی از 12 ساعت به حدود 6 ساعت بوده است. سپس با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ، اثر متغیرهای چگالی توده، توان آوادهی و زمان آوادهی برای حداکثر نمودن میزان بازیابی سه فلز آلومینیوم، منگنز و لیتیم مورد بررسی قرار گرفت. چگالی توده 10 گرم بر لیتر، توان 175 وات و زمان آوادهی 25 دقیقه به‌عنوان مقادیر بهینه به دست آمد. میزان بازیابی سه فلز آلومینیوم، منگنز و لیتیم در مقادیر بهینه به ترتیب برابر 5/98، 42 و 53 درصد به دست آمد. نتایج حاصل از طیف‌سنجی تبدیل فوریه، پراش پرتوایکس و عکس‌برداری با میکروسکوپ الکترونیکی از سطح پودر باتری قبل و بعد از فروشویی نشان داد که اعمال آوادهی بر محیط کشت مستعمل مؤثر بوده است. 27 آذر 1398 / تعداد نمایش : 1252
|