فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده………………………………………………………………………………………………………………………………………….1
فصل اول: مقدمه واصول بنیادی
-
مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………..3
-
تصفیه پساب…………………………………………………………………………………………………………………4
1-2-1- علل لزوم تصفیه فاضلاب………………………………………………………………………………………………4
1-2-2- اهداف تصفیه فاضلاب………………………………………………………………………………………………….4
-
جذب سطحی…………………………………………………………………………………………………………………..4
1-3-1- کروماتوگرافی………………………………………………………………………………………………………………5
1-3-2- تعویض یونی……………………………………………………………………………………………………………….5
1-3-3- جذب سطحی………………………………………………………………………………………………………………6
-
اساس پدیده جذب سطحی………………………………………………………………………………………………..7
-
مکانیسم جذب…………………………………………………………………………………………………………………8
1-5-1- جذب فیزیکی………………………………………………………………………………………………………………8
1-5-2- جذب شیمیایی…………………………………………………………………………………………………………….9
1-5-3- مقایسه جذب فیزیکی وشیمیایی…………………………………………………………………………………….9
-
جاذبها وپدیده جذب سطحی………………………………………………………………………………………10
-
طبیعت جاذبها…………………………………………………………………………………………………………..10
1-7-1- انواع جاذب……………………………………………………………………………………………………………….11
1-7-1-1- کربن فعال ……………………………………………………………………………………………………………11
1-7-1-2- آلومینای فعال………………………………………………………………………………………………………..12
1-7-1-3- سیلیکاژل………………………………………………………………………………………………………………12
1-7-1-4- خاک رس……………………………………………………………………………………………………………..13
1-7-1-5- زئولیت…………………………………………………………………………………………………………………13
-
طراحی آزمایشهای جذب……………………………………………………………………………………………..14
-
عوامل موثر بر جذب سطحی…………………………………………………………………………………………….14
1-9-1- سطح تماس……………………………………………………………………………………………………………….14
1-9-2- غلظت……………………………………………………………………………………………………………………….14
1-9-3- دما……………………………………………………………………………………………………………………………14
1-9-4- نوع ماده جذب شده وجاذب……………………………………………………………………………………….14
1-9-5- حالت ماده جذب شده و جاذب…………………………………………………………………………………..14
-
سینتیک شیمیایی………………………………………………………………………………………………………….15
-
تفاوت سینتیک با ترمودینامیک………………………………………………………………………………………15
-
مفهوم سرعت شیمیایی…………………………………………………………………………………………………15
-
عوامل موثر بر سرعت واکنش……………………………………………………………………………………….16
1-13-1- ماهیت واکنش دهنده ……………………………………………………………………………………………….16
1-13-2- حالت فیزیکی………………………………………………………………………………………………………….16
1-13-3- غلظت…………………………………………………………………………………………………………………….16
1-13-4- کاتالیزور………………………………………………………………………………………………………………….17
1-13-5- دما………………………………………………………………………………………………………………………….17
-
مفهوم فیزیکی رابطه آرنیوس…………………………………………………………………………………………17
-
سینتیک جذب سطحی …………………………………………………………………………………………………17
1-15-1- pH………………………………………………………………………………………………………………………..17
1-15-2- دما………………………………………………………………………………………………………………………….18
1-15-3- زمان تماس………………………………………………………………………………………………………………18
1-16-ترمودینامیک جذب سطحی…………………………………………………………………………………………….18
1-16-1- ایزوترم جذب سطحی ……………………………………………………………………………………………..18
1-16-1-1- ایزوترم جذب سطحی فریندلیچ……………………………………………………………………………..19
1-16-1-2- ایزوترم لانگمویر………………………………………………………………………………………………….20
1-16-1-3- ایزوترم BET……………………………………………………………………………………………………..22
1-16-1-4- ایزوترم دوبینین-راد شکویچ(D-R)……………………………………………………………………….23
1-16-1-5- ایزوترم ردلیچ- پترسون…………………………………………………………………………………………..23
1-16-1-6- ایزوترم سیپس……………………………………………………………………………………………………….24
1-17- فنل ……………………………………………………………………………………………………………………………..24
1-17-1- روش های تهیه فنول ها………………………………………………………………………………………………25
1-17-2- خواص فیزیکی وشیمیایی…………………………………………………………………………………………..26
1-17-3-1- قدرت اسیدی فنل………………………………………………………………………………………………….26
1-17-3-2- حلالیت فنل در آب……………………………………………………………………………………………….26
1-17-3-3- رنگ فنل………………………………………………………………………………………………………………26
1-17-3-4- پایداری فنل………………………………………………………………………………………………………….26
1-17-4- کاربرد فنل ها……………………………………………………………………………………………………………27
1-17-5- اثرات فنل…………………………………………………………………………………………………………………27
فصل دوم: پیشینه تحقیق
2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………….29
2-2- مروری بر کارهای انجام شده……………………………………………………………………………………………29
فصل سوم: بخش تجربی
روش آزمایش………………………………………………………………………………………………………………………….33
3-1- موارد مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………….33
3-2- وسایل و دستگاه های مورد نیاز………………………………………………………………………………………..33
3-3- تهیه محلول رنگی…………………………………………………………………………………………………………..34
3-3-1- رنگ برمو فنول قرمز…………………………………………………………………………………………………..34
3-4- روش تهیه جاذب……………………………………………………………………………………………………………35
3-5- اندازه گیری qe………………………………………………………………………………………………………………35
فصل چهارم: نتایج وبحث
4-1- بررسی ساختار مدل آلوده کننده و جاذب ها……………………………………………………………………….38
4-1-1- طیف FTIR……………………………………………………………………………………………………………..38
4-1-1-1- بررسی طیف FTIR رنگ برمو فنول قرمز ……………………………………………………………….38
4-1-1-2- بررسی طیف FTIR جاذب خاک اره……………………………………………………………………….39
4-1-1-3- بررسی طیف FTIR خاک اره کلسینه شده دماهای متفاوت…………………………………………40
4-1-1-4- بررسی طیف FTIR خاک اره کلسینه شده دمای 1000 درجه سانتیکراد………………………..42
4-1-2- تصویر میکروسکوپی (SEM)……………………………………………………………………………………..44
4-1-3- انرژی متفرق اشعه ایکس(EDX)…………………………………………………………………………………46
4-2- بهینه سازی پارامترهای مختلف در حذف رنگ برمو فنول قرمز……………………………………………..47
4-2-1- زمان تماس…………………………………………………………………………………………………………………48
4-2-2- اثر pH………………………………………………………………………………………………………………………49
4-2-3- اثر مقدار جاذب(m)……………………………………………………………………………………………………51
4-2-4- اثر دما……………………………………………………………………………………………………………………….53
4-3- سینتیک جذب………………………………………………………………………………………………………………..53
4-3-1- بررسی سینتیک جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 100 درجه سانتیگراد.56
4-3-2- بررسی سینتیک جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 200 درجه سانتیگراد.58
4-3-3- بررسی سینتیک جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 400 درجه سانتیگراد.60
4-3-4- بررسی سینتیک جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 600 درجه سانتیگراد.62
4-3-5- بررسی سینتیک جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 800 درجه سانتیگراد.64
4-3-6- بررسی سینتیک جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای1000 درجه سانتیگراد66
4-3-7- بررسی کلی سینتیک درجه اول جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده در دماهای
متفاوت……………………………………………………………………………………………………………………………………68
4-3-8- بررسی کلی سینتیک درجه دوم جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده در دماهای
متفاوت……………………………………………………………………………………………………………………………………68
4-4- ایزوترم جذب…………………………………………………………………………………………………………………69
ایزوترم لانگمویر……………………………………………………………………………………………………………………….69
ایزوترم جذب فریندلیچ………………………………………………………………………………………………………………70
4-4-1- بررسی ایزوترم جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 100 درجه سانتیگراد71
4-4-2- بررسی ایزوترم جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 200 درجه سانتیگراد72
4-4-3- بررسی ایزوترم جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 400 درجه سانتیگراد74
4-4-4- بررسی ایزوترم جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 600 درجه سانتیگراد75
4-4-5- بررسی ایزوترم جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 800 درجه سانتیگراد77
4-4-6- بررسی ایزوترم جذب برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده دمای 100 درجه سانتیگراد78
4-4-7- بررسی کلی ایزوترم جذب فریندلیچ رنگ برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده در دماهای
متفاوت……………………………………………………………………………………………………………………………………81
4-4-8- بررسی کلی ایزوترم جذب لانگمویر رنگ برمو فنول قرمز روی خاک اره کلسینه شده در دماهای
متفاوت……………………………………………………………………………………………………………………………………81
4-5- پارامترهای ترمودینامیکی…………………………………………………………………………………………………..82
4-5-1- بررسی کلیLn Kc نسبت به 1/Tمعادله وانت هوف (خاک اره کلسینه شده دماهای متفاوت)86
4-6- آینده نگری ……………………………………………………………………………………………………………………89
منابع ومواخذ……………………………………………………………………………………………………………………………90
چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………………..94
فهرست جداول
عنوان صفحه
-
ارتباط بین مقدار n وشکل ایزوترم جذب فریندلیچ……………………………………………………………19
-
ارتباط بین مقدار وشکل ایزوترم جذب……………………………………………………………………….22
-
خصوصیات فیزیکی فنل………………………………………………………………………………………………..24
3-1- خصوصیات رنگ برمو فنول قرمز…………………………………………………………………………………….34
4-1- تحلیل وبررسی طیف FTIR رنگ برمو فنول قرمز…………………………………………………………….38
4-2- تحلیل وبررسی طیف FTIRجاذب خاک اره…………………………………………………………………….39
4-3- تحلیل وبررسی طیف FTIR خاک اره کلسینه شده در دماهای متفاوت…………………………………42
4-4- تحلیل وبررسی طیف FTIR خاک اره کلسینه شده در دمای 1000 درجه سانتیگراد………………..43
4-5- تغییرات نسبت به زمان تماس تحت شرایط: 1/0گرم جاذب کلسینه شده خاک اره در دماهای متفاوت در حضور50 میلی لیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلی گرم برلیتر)…………………………48
4-6- تغییرات نسبت به pH های متفاوت تحت شرایط: 1/0گرم جاذب کلسینه شده خاک اره در دماهای متفاوت در حضور50 میلی لیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلی گرم برلیتر)………………50
4-7– تغییرات نسبت به مقادیر مختلف جاذب تحت شرایط: 1/0گرم جاذب کلسینه شده خاک اره در دماهای متفاوت در حضور50 میلی لیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلی گرم برلیتر)………………..52
4-8- تغییرات نسبت به دماهای متفاوت تحت شرایط: 1/0گرم جاذب کلسینه شده خاک اره در دماهای متفاوت در حضور50 میلی لیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلی گرم برلیتر)………………..53
4-9- تغییرات Ln[A] و t/ نسبت به مدت زمان برای جاذب خاک اره در دمای 100 درجه سانتیگراد تحت شرایط: g 1/0 جاذب ودر حضور50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)…56
4-10- تغییرات Ln[A] و t/ نسبت به مدت زمان برای جاذب خاک اره در دمای 200 درجه سانتیگراد تحت شرایط: g 1/0 جاذب ودر حضور50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)…58
4-11- تغییرات Ln[A] و t/ نسبت به مدت زمان برای جاذب خاک اره در دمای 400 درجه سانتیگراد تحت شرایط: g 1/0 جاذب ودر حضور50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)…60
4-12- تغییرات Ln[A] و t/ نسبت به مدت زمان برای جاذب خاک اره در دمای 600 درجه سانتیگراد تحت شرایط: g 1/0 جاذب ودر حضور50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)…62
4-13- تغییرات Ln[A] و t/ نسبت به مدت زمان برای جاذب خاک اره در دمای 800 درجه سانتیگراد تحت شرایط: g 1/0 جاذب ودر حضور50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)…64
4-14- تغییرات Ln[A] و t/ نسبت به مدت زمان برای جاذب خاک اره در دمای1000 درجه سانتیگراد تحت شرایط: g 1/0 جاذب ودر حضور50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)..66
4-15- ثابت های سرعت واکنش درجه اول ودرجه دوم وضرایب هم بستگی آن ها برای جذب برمو فنول قرمز بر روی جاذب خاک اره کلسینه شده در دماهای مختلف………………………………………………………….69
4-16- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فریندلیچ جاذب خاک اره کلسینه شده در دمای 100 درجه سانتیگراد تحت شرایط: دمای 27 درجهی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلیلیتر محلول 50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)…..71
4-17- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فریندلیچ جاذب خاک اره کلسینه شده در دمای 200 درجه سانتیگراد تحت شرایط: دمای 27 درجهی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلیلیتر محلول 50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)….72
4-18- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فریندلیچ جاذب خاک اره کلسینه شده در دمای 400 درجه سانتیگراد تحت شرایط: دمای 27 درجهی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلیلیتر محلول 50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)……74
4-19- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فریندلیچ جاذب خاک اره کلسینه شده در دمای 600 درجه سانتیگراد تحت شرایط: دمای 27 درجهی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلیلیتر محلول 50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)….75
4-20- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فریندلیچ جاذب خاک اره کلسینه شده در دمای 800 درجه سانتیگراد تحت شرایط: دمای 27 درجهی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلیلیتر محلول 50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)…..77
4-21- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فریندلیچ جاذب خاک اره کلسینه شده در دمای 1000 درجه سانتیگراد تحت شرایط: دمای 27 درجهی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلیلیتر محلول 50 میلیلیتر محلول برمو فنول قرمز(4-10×0/1 میلیگرم برلیتر)……78
4-22- مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی………………………………………………………………………………………..80
فهرست شکلها
عنوان . صفحه
-
ساختار کربن فعال………………………………………………………………………………………………………….11
-
ساختارآلومینای فعال……………………………………………………………………………………………………12