جرت يوم الخميس الموافق 25/8/2022 وفي قاعة الدكتور محمود عمر في قسم الهندسة الكيمياوية مناقشة رسالة طالبة الدكتوراه امنة سامي نجم …..الموسومة
“Dehydration of Carbohydrates into 5- Hydroxymethyl Furfural Over Sulfonated Graphite Derived From Spent Dry Batteries”
“تجفيف الكربوهيدرات إلى 5-هيدروكسي ميثيل فورفورال فوق الجرافيت المسلفن المشتق من البطاريات الجافة المستهلكة“
تألفت لجنة المناقشة من الذوات :
أ.د. عبد المنعم عباس كريم (رئيساُ) – جامعة ديالى – كلية الهندسة – رئيس جامعة ديالى
أ.د. حسين قاسم حسين (عضواً) – جامعة بغداد – كلية الهندسة – قسم هندسة الكيمياوية
أ.د. نجوى صابر مجيد (عضواً) – جامعة بغداد – كلية الهندسة – قسم هندسة الكيمياوية
أ.د. سعد حنش عمار (عضواً) – جامعة النهرين – كلية الهندسة – قسم هندسة الكيمياوية
أ.م.د. رغد فريد قاسم (عضواً) – جامعة بغداد – كلية الهندسة – قسم هندسة الكيمياوية
أ.د. مثنى جبار احمد (عضواً و مشرفاً) – جامعة بغداد – كلية الهندسة – قسم هندسة الكيمياوية
وبعد مناقشة الطالبة والاستماع لدفاعها وتقييم مستوى الرسالة تم منح الطالبة درجة الدكتوراه في هندسة الكيمياوية وبتقدير جيد جداً.
وتلخصت رسالة الطالبة بما يأتي:
تمثل الكتلة الحيوية أحد أكثر الخيارات العملية والصديقة للبيئة المتاحة كبديل للمركبات المشتقة من البترول. من بينها ، 5- هيدروكسي مثيل فورفورال، يقف كمنصة كيميائية محتملة لإنتاج الوقود الحيوي والمواد الكيميائية الأخرى ذات القيمة المضافة. على الرغم من أنه يمكن إنتاج هيدروكسي مثيل فورفورال بشكل انتقائي من السكريات الأحادية والمتعددة بمساعدة المذيبات العضوية ، إلا أن تكوينها في ظل ظروف معتدلة لا يزال يمثل تحديًا بسبب التفاعلات الجانبية غير المرغوب فيها.
في هذه الدراسة ، تم إنتاج الجرافيت لأول مرة من البطاريات الجافة المستخدمة. تم تصنيع الجرافيت المسلفن (SG) من الجرافيت عبر السلفنة باستخدام حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك واستخدامه كعامل مساعد لتحويل الكربوهيدرات إلى 5-هيدروكسي ميثيل فورفورال (HMF). تم تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للجرافيت والجرافيت المسلفن عن طريق حيود الأشعة السينية وتحليل FTIR و BET و SEM. يمتلك الجرافيت المسلفن مساحة محددة ويمكنه تحويل الكربوهيدرات بشكل انتقائي وفعال إلى هيدروكسي مثيل فورفورال.
في هذه الأطروحة ، تم استخدام الجرافيت المسلفن لإنتاج 5-هيدروكسي ميثيل فورفورال من ثلاثة انواع من الكربوهيدرات: هما السليلوزوالجلوكوز والفركتوز.
لإنتاج 5-هيدروكسي ميثيل فورفورال من الفركتوز ، تأثير العوامل المختلفة: درجة الحرارة (100-180 درجة مئوية) ، وقت التفاعل (30-150 دقيقة) ، جرعة المحفز (0.005-0.05 غم/مل)، المذيبات (الماء ، ثنائي ميثيل أسيتاميد ، تم فحص ثنائي ميثيل فورماميد وميثيل أيزوبوتيل كيتون وثنائي ميثيل سلفوكسيد) والتركيز الأولي للفركتوز (100 و 160 ملغم / مل). في ظل أفضل ظروف التفاعل ، تم الحصول على ناتج HMF وتحويل الفركتوز والانتقائية بنسبة 93.5٪ و 99.7٪ و 93.7٪ على التوالي عند 140 درجة مئوية بعد 120 دقيقة من مدة التفاعل في مذيب ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) و 0.04 غم / مل من جرعة المحفز .
أثناء إنتاج 5-هيدروكسي ميثيل فورفورال من الجلوكوز ، تأثير العوامل المختلفة: درجة الحرارة (120-200 درجة مئوية) ، وقت التفاعل (30-240 دقيقة) ، جرعة المحفز (0.005-0.05 غم/مل) ، المذيبات (الماء ، ثنائي ميثيل أسيتاميد ، ثنائي ميثيل فورماميد ، ميثيل أيزوبوتيل كيتون وثنائي ميثيل سلفوكسيد) والتركيز الأولي للجلوكوز (100 و 160 ملغم / مل). وجد أن ناتج HMF وتحويل الجلوكوز والانتقائية 56.5٪ ، 97.5٪ و 57.9٪ تم تحقيقها على التوالي في ظروف التفاعل المثلى ، عند 180 درجة مئوية بعد 180 دقيقة من مدة التفاعل و 0.04 جم / مل جرعة محفز في ثنائي ميثيل سلفوكسيد. (DMSO) مذيب.
تم استخدام الترشيح لاستخلاص المحفز من خليط التفاعل ، وغسله بالإيثانول والماء عدة مرات ، ثم تم تجفيفه قبل استخدامه في التفاعل التالي. تم إعادة تدوير محفز الجرافيت المسلفن خمس مرات. أظهر التشغيل الأخير انخفاضًا طفيفًا في محصول HMF وتحويل الجلوكوز ، من 54.71٪ و 97.8٪ إلى 41.3٪ و 89.8٪ على التوالي ، مما يشير إلى استنفاد جزئي للمحفزات.
أظهرت النتيجة أن تكوين هيدروكسي مثيل فورفورال من الجلوكوز كان أكثر تعقيدًا من تكوين الفركتوز ، لأن تكوين HMF من الجلوكوز عادة ما ينطوي على الأزمرة والجفاف.
كما تمت دراسة حركية تحويل الفركتوز والجلوكوز إلى هيدروكسي مثيل فورفورال باستخدام عامل المساعد الجرافيت المسلفن. وجد أن أن ثابت معدل التفاعل في تجفيف الفركتوز أكبر منه في تجفيف الجلوكوز.
