سنتز کامپوزیت و نانو کامپوزیت پلی پیرول با استفاده از پایدار کننده پلی وینیل پیرولیدون و پلی اتیلن اکساید و اکسید نقره جهت جداسازی یون سرب در محیط آبی

تعداد 97  صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

مهندسی شیمی-مهندسی پلیمر

 

عنوان:

سنتز کامپوزیت و نانو کامپوزیت پلی پیرول با استفاده از پایدار کننده پلی وینیل پیرولیدون و پلی اتیلن اکساید و اکسید نقره جهت جداسازی یون سرب در محیط آبی

چکیده

در این تحقیق  تهیه کامپوزیت و نانوکامپوزیت های پلی پیرول با استفاده از پایدار کننده های گوناگون از جمله پلی وینیل پیرولیدون و پلی اتیلن اکساید واکسید نقره در محیط آبی و استفاده از آن در جداسازی یون سرب از آب مورد بررسی قرار گرفته است.به منظور بررسی رفتار و خواص متفاوت این نمونه ها از آزمون های میکروسکوپ الکترونی(SEM)،طیف سنجی فروسرخ (FTIR) و پراش پرتو  ایکس(XRD)استفاده گردید.بررسی طیف سنج فروسرخ نشان می دهد شدت پیک ها به نوع پایدار کننده بستگی دارد.نتایج شکل شناختی نشان می دهد،اندازه ذرات و یکنواختی آنها به نوع پایدار کننده وغلظت آن بستگی دارد و هرچه غلظت پایدار کننده بیشتر باشد ذرات ریز تر و یکنواخت تر خواهند شد.همچنین پراش پرتو ایکس نشان داد که پلی پیرول بخاطر آمورف بودن ذاتی هیچ قله ی نوک تیزی برای آن وجود ندارد وپیک های اضافی ایجاد شده در الگوی  XRDنشان دهنده ی حضور اکسید نقره در ماتریس پلیمر است. از دستگاه طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی (ICP) نیز جهت تعیین میزان غلظت یون سرب پس از جداسازی استفاده شده است. بررسی نتایج جداسازی نشان می دهد که میزان جداسازی توسط پلی پیرول خالص در مقایسه با نانو کامپوزیت هایش کمتر است و درصد جداسازی یون سرب از محلول آبی توسط نانو کامپوزیت های پلی پیرول به نوع پایدار کننده و اکسید فلزی وابسته است و با افزایش غلظت آنها ،زیاد می شود.

واژگان کلیدی:کامپوزیت،نانو کامپوزیت،پلی پیرول،پایدار کننده،مورفولوژی،جذب سطحی

                                                                                                                       فهرست مطالب

فصل اول: مبانی تئوری و نظری.. ۱

۱- ۱ مقدمه. ۲

۱-۲ فرایند دوپه کردن پلیمر. ۳

۱-۲-۱ انواع عامل های دوپه کردن(دوپانت). ۴

۱-۲-۲ دوپه کردن شیمیایی.. ۴

۱- ۳ انواع پلیمرهای هادی(رسانا). ۵

۱-۳-۱ پلیمرهای ذاتاً رسانا ۵

۱-۳-۲ کامپوزیتهای پلیمری رسانا ۶

۱-۳-۳ قرار دادن پوشش رسانای الکتریسیته بر روی سطح پلیمر. ۶

۱-۳-۴ پلیمرهای رسانای آلی-فلزی.. ۷

۱-۴ پلیمر هادی پلی پیرول.. ۷

۱-۵ روش های سنتز پلیمرهای هادی.. ۱۰

۱-۵-۱ سنتز شیمیایی پلیمرهای هادی.. ۱۰

۱-۵-۲ سنتز الکتروشیمیایی پلیمرهای هادی.. ۱۱

۱-۶ کاربردهای پلیمرهای هادی.. ۱۱

۱-۶-۱ مواد الکتروکروم(رنگزای الکترونی). ۱۱

۱-۶-۲ غشاهای هوشمند.. ۱۲

۱-۶-۳ رها ساز های کنترل شده. ۱۲

۱-۶-۴ حسگرها ۱۲

۱-۶-۵ حفاظت از خوردگی.. ۱۲

۱-۶-۶ تصفیه و جداسازی فلزات سنگین.. ۱۳

۱-۶-۷ باتری های قابل شارژ. ۱۳

۱-۶-۸ ابر  خازن ها ۱۳

۱-۶-۹ سلول های خورشیدی.. ۱۳

۱-۷ افزودنی ها ۱۳

۱-۷-۱ پرکننده ها ۱۳

۱-۷-۲ سورفکتانتها ۱۶

۱-۷-۲-۱ طبقه بندی سورفکتانتها ۱۶

۱-۷-۲-۲ سورفکتانتهای پلیمری.. ۱۷

۱-۷-۲-۳ کاربردهای مختلف سورفکتانتهای پلیمری.. ۱۷

۱-۷-۲-۳-۱ پلیمریزاسیون امولسیونی.. ۱۷

۱-۷-۲-۳-۲ کاربرد در غشا ۱۷

۱-۷-۲-۳-۳ سیستم های رهاسازی دارو. ۱۸

۱-۸ کامپوزیت ها ۱۸

۱-۸-۱ انواع کامپوزیت ها از نظر نوع فاز زمینه(ماتریس). ۱۹

۱-۸-۲ کامپوزیت های پلیمری.. ۱۹

۱-۸-۲-۱ ویژگی های کامپوزیت های پلیمری.. ۱۹

۱-۸-۲-۲ کامپوزیت های پلیمری از نظر نوع فاز تقویت کننده. ۱۹

۱-۸-۲-۲-۱ کامپوزیت های لیفی ۱۹

۱-۸-۲-۲-۲  کامپوزیت های پودری.. ۲۰

۱-۸-۲-۳ نقش ماتریس در کامپوزیتها ی پلیمری.. ۲۰

۱-۸-۲-۴ نقش الیاف (فاز ناپیوسته )در کامپوزیت های پلیمری.. ۲۰

۱-۸-۳ نقاط قوت کامپوزیت ها ۲۰

۱-۹ نانو کامپوزیتها ۲۱

۱-۹-۱ اجزاء تشکیل دهنده نانو کامپوزیتها ۲۱

۱-۹-۲ انواع نانو کامپوزیتها بر اساس نوع ماده زمینه. ۲۲

۱-۹-۲-۱ انو کامپوزیت های پایه پلیمری(PMNCs). 22

۱-۹-۲-۲ نانو کامپوزیتهای پایه سرامیکی(CMNCs). 22

۱-۹-۲-۳ نانو کامپوزیت های پایه فلزی(MMNCs). 23

۱-۹-۳ انواع نانو کامپوزیتها بر اساس نوع ماده پرکننده. ۲۳

۱-۹-۳-۱ نانو کامپوزیت با تقویت کننده نانو ذره ای.. ۲۳

۱-۹-۳-۲ نانو کامپوزیت با تقویت کننده نانو رشته ای یا نانو لیفی.. ۲۴

۱-۹-۳-۳ نانو کامپوزیت نانولایه ای.. ۲۵

۱-۹-۴ سنتز نانو کامپوزیت های پلیمری.. ۲۵

۱-۹-۴-۱ مخلوط سازی مستقیم.. ۲۵

۱-۹-۴-۲  ریخته گری با حلال (فرآوری محلول). ۲۵

۱-۹-۴-۳ پلیمریزاسیون درجا ۲۶

۱-۹-۵ مزیت نانو کامپوزیتها به کامپوزیتها ۲۶

فصل دوم: فلزات سنگین و مروری بر روش های پیشین حذف فلزات سنگین.. ۲۷

۲-۱ مقدمه. ۲۸

۲-۲ فلزات سنگین.. ۲۸

۲-۲-۱ ضرورت جداسازی  و حذف فلزات سنگین.. ۲۸

۲-۲-۲ روش های مختلف حذف فلزات سنگین از آب وپساب… ۲۹

۲-۲-۲-۱ ته نشینی شیمیایی.. ۲۹

۲-۲-۲-۲ تبادل یونی.. ۲۹

۲-۲-۲-۳ انعقاد ولخته سازی.. ۲۹

۲-۲-۲-۴ فیلتراسیون غشایی.. ۳۰

۲-۲-۲-۵ تصفیه الکتروشیمیایی.. ۳۰

۲-۲-۲-۶ جذب سطحی.. ۳۰

۲-۲-۳ مکانیسم جذب در پلیمرهای هادی.. ۳۲

فصل سوم: آزمایشات و نتایج تجربی.. ۳۴

۳-۱ مقدمه. ۳۵

۳-۲ مشخصات دستگاه ها ۳۵

۳-۳ مشخصات مواد. ۳۶

۳-۴ شرح آزمایش ها ۳۶

بخش اول:آماده سازی جاذب ها ۳۶

۳-۴-۱ تهیه پلی پیرول خالص در محیط آبی.. ۳۶

۳-۴-۲ تهیه پلی پیرول در محیط آبی با استفاده از پلی وینیل پیرولیدون به عنوان پایدارکننده. ۳۷

۳-۴-۳ تهیه پلی پیرول در محیط آبی با استفاده از پلی اتیلن اکساید به عنوان پایدار کننده. ۳۷

۳-۴-۴ تهیه پلی پیرول/اکسید نقره در محیط آبی.. ۳۷

۳-۴-۵ تهیه پلی پیرول/اکسید نقره در محیط آبی با استفاده از پلی وینیل پیرولیدون به عنوان پایدار کننده. ۳۸

۳-۴-۶ تهیه پلی پیرول/اکسید نقره در محیط آبی با استفاده از پلی اتیلن اکساید به عنوان پایدار کننده. ۳۹

بخش دوم:جداسازی.. ۳۹

۳-۴-۷ آماده سازی محلول حاوی یون سرب… ۳۹

۳-۴-۸ روش جداسازی یون سرب… ۳۹

۳-۵ تأثیر ماده افزودنی (پایدار کننده) واکسید فلزی و غلظت آن بر مورفولوژی ذرات… ۴۰

۳-۶ اندازه ذرات نانو کامپوزیت های تهیه شده. ۴۷

۳-۷ بررسی ساختمان شیمیایی نانو کامپوزیت ها ۴۸

۳-۸ بررسی نانوکامپوزیت پلی پیرول/ توسط آنالیز پراش پرتو ایکس(XRD). 56

۳-۹ نتایج حاصل از جداسازی.. ۶۱

فصل چهارم: بحث و نتیجه گیری.. ۶۳

۴-۱ جمع بندی نتایج.. ۶۴

۴-۱-۱ تحلیل کلی نتایج حاصله از میکروسکوپ الکترونی(SEM). 64

۴-۱-۲ تحلیل کلی نتایج حاصل از بررسی طیف سنجی مادون قرمز(FTIR). 64

۴-۱-۳ تحلیل کلی نتایج حاصل از بررسی پراش اشعه ی ایکس(XRD). 65

۴-۱-۴ تحلیل کلی نتایج حاصل از جداسازی.. ۶۵

۴-۲ پیشنهادات… ۶۶

۵-مراجع.. ۶۷

فهرست اشکال

شکل(۱-۱) ساختمان شیمیایی وفضایی منومر پیرول…………………………………………………………………………………………..۷

شکل(۱-۲) نمای شماتیکی از یک سورفکتانت……………………………………………………………………………………………….۱۶

شکل(۱-۳) تقسیم بندی سورفکتانت ها بر اساس سر قطبی آنها…………………………………………………………………………..۱۶

شکل(۱-۴) ساختار کلی سورفکتانتهای پلیمری شانه ای……………………………………………………………………………………۱۷

شکل(۱-۵) ساختمان کروی نمونه ای نانو ذره…………………………………………………………………………………………………۲۴

شکل(۱-۶) ساختار نانو لوله ای…………………………………………………………………………………………………………………….۲۴

شکل(۲-۱) مکانیسم جذب آنیون ها و کاتیون ها بر روی سطح نانوکامپوزیت بااستفاده ازمراکزفعال N-H………………32

شکل(۳-۱) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول در محیط آبی…………………………………………………………………..۴۱

شکل(۳-۲) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول با استفاده از پایدارکننده PVPبا غلظتg/L5/0در محیط آبی…۴۱

شکل(۳-۳) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول با استفاده از پایدارکننده PVPبا غلظتg/L1در محیط آبی…….۴۲

شکل(۳-۴) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول با استفاده از پایدارکننده PEOبا غلظتg/L5/0در محیط آبی…۴۲

شکل(۳-۵) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول با استفاده از پایدارکننده PEOبا غلظتg/L1در محیط آبی……۴۳

شکل(۳-۶) تصویر میکروسکوپ الکترونی O………………………………………………………………………………………..43

شکل(۳-۷) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول/ O با غلظتg/L1در محیط آبی………………………………..۴۴

شکل(۳-۸) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول/ O با غلظتg/L1با استفاده از پایدارکننده PEOبا غلظتg/L1در محیط آبی………………………………………………………………………………………………………………………….۴۴

شکل(۳-۹) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول/ O با غلظتg/L2با استفاده از پایدارکننده PEOبا غلظتg/L1در محیط آبی………………………………………………………………………………………………………………………….۴۵

شکل(۳-۱۰) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول/ O با غلظتg/L1با استفاده از پایدارکننده PVPبا غلظتg/L1در محیط آبی………………………………………………………………………………………………………………………….۴۵

شکل(۳-۱۱) تصویر میکروسکوپ الکترونی پلی پیرول/ O با غلظتg/L1با استفاده از پایدارکننده PVPبا غلظتg/L2در محیط آبی………………………………………………………………………………………………………………………….۴۶

شکل(۳-۱۲) طیف FTIRنانو کامپوزیت پلی پیرول (a):بدون حضور پایدار کننده،(b):در حضور پلی وینیل پیرولیدون به عنوان پایدار کننده در محیط آبی…………………………………………………………………………………………………………………۵۰

شکل(۳-۱۳) طیف FTIRنانو کامپوزیت پلی پیرول (a):بدون حضور پایدار کننده،(b):در حضور پلی اتیلن اکساید به عنوان پایدار کننده در محیط آبی…………………………………………………………………………………………………………………۵۱

شکل(۳-۱۴) طیف FTIRنانو کامپوزیت پلی پیرول (a):بدون حضور اکسید نقره،(b):در حضور اکسید نقره به عنوان نانو ذره در محیط آبی……………………………………………………………………………………………………………………………………..۵۲

شکل(۳-۱۵) طیف FTIRنانو کامپوزیت پلی پیرول/ O (a):بدون حضور پایدار کننده،(b):در حضور پلی وینیل پیرولیدون به عنوان پایدار کننده در محیط آبی……………………………………………………………………………………………….۵۳

شکل(۳-۱۶) طیف FTIRنانو کامپوزیت پلی پیرول/ O (a):بدون حضور پایدار کننده،(b):در حضور پلی اتیلن اکساید به عنوان پایدار کننده در محیط آبی……………………………………………………………………………………………………۵۴

شکل(۳-۱۷) طیف FTIR پایدار کننده های(a):پلی وینیل پیرولیدون،(b): پلی اتیلن اکساید…………………………………۵۵

شکل(۳-۱۸) منحنی X-ray(a):پلی پیرول بدون حضور پایدار کننده در محیط آبی،(b): ………………………….57

شکل(۳-۱۹) منحنی X-ray(a):پلی پیرول/  (g/L1)بدون حضور پایدار کننده در محیط آبی،(b): پلی  پیرول/  (g/L1)در حضورPEO (g/L1) به عنوان پایدار کننده در محیط آبی……………………………………………………۵۸

شکل(۳-۲۰) منحنی X-ray(a):پلی پیرول/  (g/L1)در حضورPVP(g/L1)به عنوان  پایدار کننده در محیط آبی،(b):پلی پیرول/  (g/L1)در حضور PVP(g/L2)به عنوان پایدار کننده در محیط آبی…………………………۵۹

شکل(۳-۲۱) منحنی X-ray:پلی پیرول/  (g/L2)در حضورPEO(g/L1)به عنوان  پایدار کننده در محیط آبی…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………۶۰

 

فهرست جداول

جدول (۱-۱) خصوصیات شیمیایی منومر پیرول……………………………………………………………………………………………….۸

جدول (۲-۱) مقایسه روش های حذف فلزات سنگین از آب وپساب………………………………………………………………….۳۱

جدول(۳-۱) مشخصات مواد استفاده شده در پژوهش………………………………………………………………………………………۳۶

جدول(۳-۲) اندازه ذرات پلی پیرول با استفاده ازپایدار کننده مختلف واکسید نقره در محیط آبی……………………………۴۷

جدول(۳-۳) پیکهای مربوط به شکل (۳-۱۲a)……………………………………………………………………………………………….48

جدول(۳-۴) پیکهای مربوط به شکل (۳-۱۲b)………………………………………………………………………………………………48

جدول(۳-۵) پیکهای مربوط به شکل (۳-۱۳b)………………………………………………………………………………………………48

جدول(۳-۶) پیکهای مربوط به شکل (۳-۱۵b)………………………………………………………………………………………………49

جدول(۳-۷) پیکهای مربوط به شکل (۳-۱۶b)………………………………………………………………………………………………49

جدول(۳-۸) اندازه ذرات محاسبه شده توسط معادله شرر…………………………………………………………………………………۶۱

جدول(۳-۹) نتایج حاصل از جداسازی یون سرب از محلول آبی  حاوی یون سرب با غلظت (mg/L 5)…………………62

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “سنتز کامپوزیت و نانو کامپوزیت پلی پیرول با استفاده از پایدار کننده پلی وینیل پیرولیدون و پلی اتیلن اکساید و اکسید نقره جهت جداسازی یون سرب در محیط آبی”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...