Аналіз впливу температури карбонізації водяного гіацинта на виготовлення та електромагнітне екранування

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.224219

Анотація

Необхідність підвищення захисної здатності композитів на основі водяного гіацинта від електромагнітних випромінювань пов'язана з процесом карбонізації органічних матеріалів. Метою даного дослідження було визначити вплив температури карбонізації водяного гіацинта на ефективність виготовлення та електромагнітного екранування. Метод дослідження включає наступну підготовку: різання, промивання і сушка водяного гіацинта. Процес сушіння здійснюється в печі при температурі 70 °С протягом 4 днів. Потім водяний гіацинт подрібнюють до розміру 80 меш. Далі проводять процес карбонізації при температурі в діапазоні від 500 °С, 600 °С, 700 °С, 800 °С, 900 °С і 1000 °С зі швидкістю збільшення тепла 3 °С/хв. Крім того, композитний склад з 30 % порошку активованого вугілля водяного гіацинта і 70 % фенолформальдегідної (ФФ) смоли формували за допомогою гарячого преса під тиском 300 кг/см2 при 180 °С протягом 10 хвилин. Отримані результати показали,що композит на основі водяного гіацинта може бути використаний в якості матеріалу для захисту від електромагнітних випромінювань на частоті X-діапазону (8–12,5 ГГц). При цьому, електропровідність і ефективність електромагнітного екранування збільшуються з підвищенням температури карбонізації. Композити на основі водяного гіацинта при температурі карбонізації 1000 °С показали найбільшу електропровідність і ефективність електромагнітного екранування, відповідно 4,64∙10-2 С/см і 41,15 дБ (загасання 99,99 %) при частоті 8 ГГц. Високий рівень поглинання пов'язаний з синергічним поєднанням KCl і пористої структури. KCl сприяє магнітним властивостям і пористій структурі з високими значеннями електропровідності

Біографії авторів

Azam Muzakhim Imammuddin, State Polytechnic of Malang; Brawijaya University

Staf Pengajar

Program Studi Teknik Telekomunikasi

Departement of Electrical Engineering

Student of Mechanical Engineering Doctoral Program

Departemen of Mechanical Engineering

Sudjito Suparman, Brawijaya University

PhD, Professor

Department of Mechanical Engineering

Wahyono Suprapto, Brawijaya University

PhD, Professor

Department of Mechanical Engineering

Achmad As’Ad Sonief, Brawijaya University

Doctor of Engineering Sciences

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Basics in EMC / EMI and Power Quality Introduction, Annotations, Applications (2013). SCHAFFNER. Available at: https://www.schaffner.com/fileadmin/media/downloads/brochure/Schaffner_Brochure_Basics_in_EMC_and_power_quality.pdf
  2. Anzeze, A. D. (2008). Biosorption Of Heavy Metals Using Water Hyacinth Eichhornia Crassipes (Mart.) Solms- Laubach: Adsorption Properties And Technological Assessment. No. 156. Available at: http://erepository.uonbi.ac.ke/bitstream/handle/11295/6844/Amboga_Biosorption%20Of%20Heavy%20Metals%20Using%20Water%20Hyacinth%20Eichhornia%20Crassipes%20%28Mart.%29%20Solms-%20Laubach%20%20Adsorption%20Properties%20And%20Technological%20Assessment.pdf?sequence=1&isAllowed=y
  3. Jeevanandam, J., Barhoum, A., Chan, Y. S., Dufresne, A., Danquah, M. K. (2018). Review on nanoparticles and nanostructured materials: history, sources, toxicity and regulations. Beilstein Journal of Nanotechnology, 9, 1050–1074. doi: https://doi.org/10.3762/bjnano.9.98
  4. Mahmood, T., Malik, S. A., Hussain, S. T. (2010). Biosorption and recovery of heavy metals from aqueous solutions by eichhornia crassipes (water hyacinth) ASH. BioResources, 5 (2), 1244–1256. Available at: https://www.researchgate.net/publication/260156524_Biosorption_and_recovery_of_heavy_metals_from_aqueous_solutions_by_eichhornia_crassipes_water_hyacinth_ASH
  5. Singh, A. P., Mishra, M., Dhawan, S. K. (2014). Conducting Multiphase Magnetic Nanocomposites for Microwave Shielding Application. Nanomagnetism, 246–277. Available at: https://www.researchgate.net/publication/272747501_Conducting_Multiphase_Magnetic_Nanocomposites_for_Microwave_Shielding_Application
  6. Wanasinghe, D., Aslani, F., Ma, G. (2020). Electromagnetic shielding properties of carbon fibre reinforced cementitious composites. Construction and Building Materials, 260, 120439. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120439
  7. Moradi, M., Naghdi, N., Hemmati, H., Asadi-Samani, M., Bahmani, M. (2016). Effects of the Effect of Ultra High Frequency Mobile Phone Radiation on Human Health. Electronic Physician, 8 (5), 2452–2457. doi: https://doi.org/10.19082/2542
  8. Huang, H. (2016). Development of predictive models for electromagnetic robustness of electronic components. HAL. Available at: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01261471/document
  9. Susilo, S. H., Suparman, S., Mardiana, D., Hamidi, N. (2016). The Effect of Velocity Ratio Study on Microchannel Hydrodynamics Focused of Mixing Glycerol Nitration Reaction. Periodica Polytechnica Mechanical Engineering, 60 (4), 228–232. doi: https://doi.org/10.3311/ppme.8894
  10. Kumar, P., Narayan Maiti, U., Sikdar, A., Kumar Das, T., Kumar, A., Sudarsan, V. (2019). Recent Advances in Polymer and Polymer Composites for Electromagnetic Interference Shielding: Review and Future Prospects. Polymer Reviews, 59 (4), 687–738. doi: https://doi.org/10.1080/15583724.2019.1625058
  11. Sankaran, S., Deshmukh, K., Ahamed, M. B., Khadheer Pasha, S. K. (2018). Recent advances in electromagnetic interference shielding properties of metal and carbon filler reinforced flexible polymer composites: A review. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 114, 49–71. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2018.08.006
  12. Singh, A. K., Shishkin, A., Koppel, T., Gupta, N. (2018). A review of porous lightweight composite materials for electromagnetic interference shielding. Composites Part B: Engineering, 149, 188–197. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.05.027
  13. Yousif, E., Haddad, R. (2013). Photodegradation and photostabilization of polymers, especially polystyrene: review. SpringerPlus, 2 (1). doi: https://doi.org/10.1186/2193-1801-2-398
  14. Krishnasamy, J., Thilagavathi, G., Alagirusamy, R., Das, A. (2020). Metal-embedded matrices for EMI shielding. Materials for Potential EMI Shielding Applications, 111–120. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-817590-3.00007-5
  15. Chuayjumnong, S., Karrila, S., Jumrat, S., Pianroj, Y. (2020). Activated carbon and palm oil fuel ash as microwave absorbers for microwave-assisted pyrolysis of oil palm shell waste. RSC Advances, 10 (53), 32058–32068. doi: https://doi.org/10.1039/d0ra04966b
  16. Kumar, A., Singh, D. (2015). A Review on “Weather Surveillance Radar”. International Journal of Advanced Engineering, Management and Science (IJAEMS), 1 (1), 19–22.
  17. Sørensen, P. A., Kiil, S., Dam-Johansen, K., Weinell, C. E. (2009). Anticorrosive coatings: a review. Journal of Coatings Technology and Research, 6 (2), 135–176. doi: https://doi.org/10.1007/s11998-008-9144-2
  18. Hulle, A., Powar, A. (2018). Textiles as EMI Shields. Journal of Textile Science & Engineering, 08 (02). doi: https://doi.org/10.4172/2165-8064.1000347
  19. Paquin, F., Rivnay, J., Salleo, A., Stingelin, N., Silva-Acuña, C. (2015). Multi-phase microstructures drive exciton dissociation in neat semicrystalline polymeric semiconductors. Journal of Materials Chemistry C, 3 (41), 10715–10722. doi: https://doi.org/10.1039/c5tc02043c
  20. Yi, X.-S., Du, S., Zhang, L. (Eds.) (2018). Composite materials engineering. Vol. 2. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-10-5690-1
  21. Wang, C., Murugadoss, V., Kong, J., He, Z., Mai, X., Shao, Q. et. al. (2018). Overview of carbon nanostructures and nanocomposites for electromagnetic wave shielding. Carbon, 140, 696–733. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.09.006
  22. Imammuddin, A. M., Soeparman, S., Suprapto, W., Sonief, A. A. (2019). Effect of Carbonization Temperature on Electrical Conductivity of Biocarbon Water Hyacinth Composites. International Journal of Control and Automation, 12 (9), 23–30. doi: https://doi.org/10.33832/ijca.2019.12.9.03
  23. Yanti, N. A. (2019). Characteristics of Biocellulose from Sago Liquid Waste with Different Ammonium Sulfate Concentration. International Journal of Ecophysiology, 1 (1), 56–64. doi: https://doi.org/10.32734/ijoep.v1i1.848
  24. Idris, F. M., Hashim, M., Abbas, Z., Ismail, I., Nazlan, R., Ibrahim, I. R. (2016). Recent developments of smart electromagnetic absorbers based polymer-composites at gigahertz frequencies. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 405, 197–208. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.12.070
  25. Ribadeneyra, M. C. (2014). EMI shielding composites based on magnetic nanoparticles and nanocarbons. Universidad Carlos III de Madrid, 223. Available at: https://core.ac.uk/download/pdf/30047274.pdf
  26. Kim, S.-Y., Kim, S.-S. (2018). Design of Radar Absorbing Structures Utilizing Carbon-Based Polymer Composites. Polymers and Polymer Composites, 26 (1), 105–110. doi: https://doi.org/10.1177/096739111802600113
  27. Liu, S.-T., Chen, X.-G., Zhang, A.-B., Yan, K.-K., Ye, Y. (2014). Electromagnetic Performance of Rice Husk Ash. BioResources, 9 (2). doi: https://doi.org/10.15376/biores.9.2.2328-2340
  28. Thomassin, J.-M., Jérôme, C., Pardoen, T., Bailly, C., Huynen, I., Detrembleur, C. (2013). Polymer/carbon based composites as electromagnetic interference (EMI) shielding materials. Materials Science and Engineering: R: Reports, 74 (7), 211–232. doi: https://doi.org/10.1016/j.mser.2013.06.001
  29. Dai, B., Ren, Y., Wang, G., Ma, Y., Zhu, P., Li, S. (2013). Microstructure and dielectric properties of biocarbon nanofiber composites. Nanoscale Research Letters, 8 (1). doi: https://doi.org/10.1186/1556-276x-8-293
  30. Pawar, S. P., Gandi, M., Bose, S. (2016). High performance electromagnetic wave absorbers derived from PC/SAN blends containing multiwall carbon nanotubes and Fe3O4 decorated onto graphene oxide sheets. RSC Advances, 6 (44), 37633–37645. doi: https://doi.org/10.1039/c5ra25435c
  31. Salas-Ruiz, A., del Mar Barbero-Barrera, M., Ruiz-Téllez, T. (2019). Microstructural and Thermo-Physical Characterization of a Water Hyacinth Petiole for Thermal Insulation Particle Board Manufacture. Materials, 12 (4), 560. doi: https://doi.org/10.3390/ma12040560
  32. Frederika Rumapar, K., Rumhayati, B., Triandi Tjahjanto, R. (2014). Adsorption of Lead and Copper Using Water Hyacinth Compost (Eichornia Crassipes). The Journal of Pure and Applied Chemistry Research, 3 (1), 27–34. doi: https://doi.org/10.21776/ub.jpacr.2014.003.01.160
  33. González, M., Mokry, G., de Nicolás, M., Baselga, J., Pozuelo, J. (2016). Carbon Nanotube Composites as Electromagnetic Shielding Materials in GHz Range. Carbon Nanotubes - Current Progress of Their Polymer Composites. doi: https://doi.org/10.5772/62508

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-10

Як цитувати

Imammuddin, A. M., Suparman, S., Suprapto, W., & Sonief, A. A. (2021). Аналіз впливу температури карбонізації водяного гіацинта на виготовлення та електромагнітне екранування. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(6 (109), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.224219

Номер

Том 1 № 6 (109) (2021): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Azam Muzakhim Imammuddin, Sudjito Suparman, Wahyono Suprapto, Achmad As’Ad Sonief

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.