%41تخفیف

دانلود پروژه:حذف فلزات سنگين از فاضلاب‌هاي صنعتي با استفاده از نانو ذرات مگهمايت اصلاح شده با پليمرهاي سنتزي جديد

تعداد109صفحه در فایل word

گروه آموزشي شيمي تجزيه

 

 

پايان ­نامه ارائه شده به عنوان بخشي از فعاليتهاي تحصيلي لازم جهت اخذ کارشناسي ارشد در رشته شيمي

(گرايش تجزيه)

 

 

 

 

حذف فلزات سنگين از فاضلاب‌هاي صنعتي با استفاده از نانو ذرات مگهمايت اصلاح شده با پليمرهاي سنتزي جديد

چكيده:

 اين پروژه در دو بخش کلي خلاصه شده است. در بخش اول نانوذرات مگهمايت اصلاح شده با پليمر هايي ساخته شده از مونومر مرکاپتو اتيل آمين سنتز شد. نانوذرات سنتز شده به صورت کامل باتکنيک هاي FT-IR, XRD و TEM  مشخصه يابي شد. تاثير پارامترهايي همچونpH  ، مقدار جاذب و زمان تماس براي به دست آمدن شرايط بهينه جذب سطحي بررسي شد. فرايند جذب سطحي يون­ها از هر دو نقطه نظر تعادلي و سينتيکي به طور کامل مطالعه شد. MAMNPs تمايل بالايي به يون‌هاي فلزي مورد بررسي نشان داد. در اين موردAg(I)> Hg(II)>Pb(II)> Cd(II)، به دليل اينکه سهم بيشتري از سطح جاذب درگير مي‌باشد. نتايج نشان داد نانو ذرات جديد براي حذف يون هاي مورد مطالعه مفيد و مناسب مي باشد، و ظرفيت جذبي بالاي اين نانوذرات آنهارا گزينه ي مناسبي براي حذف فلزات سنگين از نمونه­هاي آب مي سازد.

در قسمت دوم حذف و اندازه گيري اسپکترومتري جذب اتمي شعله يون جيوه از محلول هاي آبي با استفاده از نانوذرات اصلاح شده با پليمر قالب يوني مورد تحقيق قرار گرفت. ابتدا يون جيوه روي نانوذره مگهمايت اصلاح شده جذب سطحي شد .يون‌هاي جذب سطحي شده سپس با حجم کمي از شوينده واجذب شد و به صورت اسپکترومتري اندازه گيري شد. منحني کاليبراسيون در گستره ng mL-10/1000-0/20  و براي حجم  mL200 خطي بود، معادله­ي کاليبراسيون 0091/0 + C4-09/1 A= با ضريب همبستگي 9948/0 به دست آمد. حد تشخيص روش براي يون جيوه ng mL-1 1/4 و فاکتور رقت  براي اين روش 100 به دست آمد.

واژه­هاي کليدي: حذف ، نانو ذره مگهمايت، پليمر قالب يوني، سرب، جيوه، کادميوم، نقره، سينتيک، اندازه‌گيري، اسپکتروسکوپي جذب اتمي شعله

1-1-مقدمه 3

1-2- ماهيت مغناطيسی نانوذرات 3

1-3- از جمله کاربردهای نانوذرات میتوان به موارد زیر اشاره کرد 5

1-4- نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن 7

1-5- روشهای سنتز نانوذرات مغناطیسی 8

1-5-1- روش همرسوبی 8

1-6- روشهای مشخصه یابی نانو ذرات 10
       1-7- محافظت و پايدار كردن نانو ذرات مغناطيسي 12

1-8- استفاده از نانو ذرات مغناطیسی به عنوان فاز جامد 14

1-9- مكانيسم برهم كنش آناليت – جاذب 16

1-10- فلزات سنگین و اهميت زيست محيطي آنها 17

1-11- مروری بر برخی روشهای گزارش شده برای حذف فلزات سنگین 19

1-12- قالب زني یونی 20

1- 12-1- روش پيش آرايشي 20

1-12-2- روش خود تجمعي 21

الف

1-13-1 – انتخاب آناليت هدف 22

1-13-2- مونومر عاملي 22

1-13-3-  شبكه ساز 23

1-13-4- حلال 23

1-13-5-  آغاز كننده ها 24

1-14- مروری بر برخی روش‌های گزارش شده برای اندازه‌گیری جیوه(II) 24

فصل دوم: کارهای تجربی

2- 1- مقدمه 28

2-2- مواد شیمیایی و محلول های مورد استفاده 28

2-3- دستگاههای مورد استفاده 29

2-4- سنتز نانو ذرات آهن 30

2-5- سنتز پلیمر (MAMNPs) 30

2-6- تعیین خصوصیات جاذب 31

2-7- سنتز نانو ذرات مگنتیت پوشش داده شده با سیلیکا 35

ب

2-8- سنتز IIP 36

2-9- تعیین خصوصیات جاذب 37

2-10-تعیین ظرفیت جاذب به وسیله ایزوترمهای جذب سطحی 41

2-10-1- ایزوترم لانگمویر 41

2-10-2- ایزوترم فروندلیچ 42

2-10-3- ایزوترم لانگمویر- فروندلیچ (سیپس) 43

2-10-4- ایزوترم ردلیچ-پیترسون 43

2-11- مدلهای سینتیکی سیستمهای جذب سطحی 44

2-11-1- سینتیک جذب سطحی 45

2-11-1-1- معادله سرعت شبه مرتبه اول 45

2-11-1-2- معادله سرعت شبه مرتبه دوم 46

 

فصل سوم: نتایج وبحث

3-1-1- مقدمه 51

3-1-2- مطالعات جذب سطحی فلزات 52

پ

3-1-3- بررسی اثر متغیرها و بهینه سازی شرایط آزمایش 53

3-1-3-1- بررسی اثر pH 53

3-1-3-2- تعیین pH نقطه صفر IIP 56

3-1-3-3- بررسی اثر مقدار جاذب 57

3-1-3-4- اثر زمان به همزدن 58

3-1-3-5- واجذب یون‌های فلزات از روی نانو ذرات اصلاح شده 59

3-1-3-6- بررسی زمان واجذب 60

3-1-3-7- تعیین ظرفیت جاذب به وسیله ایزوترمهای جذب سطحی 60

3-1-3-8- مطالعات سینیتیکی حذف فلزات 64

3-1-4- بحث و نتیجه گیری 66

3-2-1-مقدمه 68

3-2-2- مطالعات جذب سطحي و واجذب 68

3-2-3- بهینه سازی شرایط اندازه گیری یون جیوه (II) 69

3-2-3-1- اثر pH 69

3-2-3-2- اثر مقدار جاذب 70

3-2-3-3- اثر زمان تماس 71

ت

3-2-3-4- تعیین ظرفیت جاذب به وسیله ایزوترمهای جذب سطحی 72

3-2-3-5- واجذب جیوه(II) از روی IIP 75

3-2-3-6- بررسی زمان واجذب 75

3-2-3-7- بررسی میزان گزینش پذیری IIPنسبت به جیوه(II) 76

3-2-3-8- مطالعات سینیتیکی حذف یون جیوه(II) به وسیله IIP و NIP 77

3-2-3-9- بررسی اثر حجم نمونه بر جذب سطحي 78

3-2-4- مشخصات تجزیهای و کاربردها 79

3-2-5-آماده سازی نمونه حقیقی 80

3-2-6- بحث و نتیجه گیری 81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ث

 

جدول (2-1)، طیف های  IR 33

جدول (2-2)، اطلاعات استخراج شده از طیف های  IR 40

جدول(2-3)، مدل های ایزوترمی و معادله های خطی و غیر خطی آنها 44

جدول(2-4) فرم خطی و غیر خطی معادلات سنتیک جذب سطحی 47

جدول (3-1-1)، واجذب یون ‌های فلزی نقره، جیوه، کادمیوم و سرب از روی نانو ذره 59

جدول (3-1-2)، پارامترهای مختلف روابط ایزوترمها 62

جدول(3-1-3)، مقایسه ظرفیت چند جاذب برای جذب سطحی یون‌های مورد بررسی 63

جدول (3-1-4)، آنالیز داده‌های سینتیکی 64

جدول (3-2-1)، پارامترهای مختلف روابط ایزوترمها و ضریب همبستگی (r) و درصد خطا 74

جدول (3-2-2)، واجذب یون فلزی جیوه از روی IIP 75

جدول (3-2-3)، آنالیز داده‌های سینتیکی 77

جدول(3-2-4)، مشخصات تجزیه ای روش برای اندازه گیری جیوه 80

جدول(3-2-5)، نتایج تجربی برای نمایش توانایی روش پیشنهادی 81

جدول (3-2-6)، مقایسه حد تشخیص روشهای مختلف برای اندازه گیری جیوه 82

 

 

ج

 

شکل (1-1)، مکانيسم تشکيل نانوذرات مگنتيت 10

شکل(1-2)، شمایی از پایدار کردن نانوذرات مغناطیسی وعامل دار کردن سطح آنها 14

شکل (1-3)، شمایی از از فرایند جداسازی با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی آهن 16

شکل (2-1)، سنتز نانو‌ذره  MAMNPs 31

شکل(2-2)، الگوی XRD مربوط به MAMNPs 32

شکل (2-3 )، الگوی TEM مربوط به (a)  MNPs، MAMNPs (b) 32

شکل (2-4)، طیف IR مربوط بهa) MNPs ، b) مونومر مرکاپتو اتیل آمین،c )  MAMNPs 33

شکل (2-5)، مراحل سنتز IIP 37

شکل (2-6 )، الگوی TEM مربوط به IIP 38

شکل (2-7)، الگوی XRD مربوط به IIP 38

شکل (2-8)، طیف IR مربوط به a)MNPs ، b)Fe2O3@SiO2 ، c) مونومر مرکاپتو اتیل آمین…40                .شکل (3-1-1)، مکانیسم جذب فلزات توسط نانوذره MAMNPs 56

شکل (3-1-2)، در صد حذف یون های فلزی pHهای مختلف: 55

شکل(3-1-3)، پتانسیل زتا درpH های مختلف برای IIP 56

شکل( 3-1-4)، درصد حذف یون‌‌های فلزی در مقادیر متفاوت جاذب 57

شکل(3-1-5)، درصد حذف یون‌های فلزی در زمان‌های متفاوت. 58

چ

شکل (3-1-6)، زمان واجذب یون‌های فلزی (الف) کادمیوم، (ب) نقره، (ج) جیوه و (د) سرب 60

شکل(3-1-7)، نمودار ایزوترمی برای حذف یون های فلزی 61

شکل (3-2-1)، مقدار یون فلزی جیوه (II) جذب شده در  pH های مختلف. 70

شکل (3-2-2)، درصد حذف جیوه(II) در مقادیر متفاوت جاذب 71

شکل (3-2-3)، درصد حذف یون‌های فلزی جیوه (II)، در زمان‌های متفاوت. 72

شکل (3-2-4)، نمودار ایزوترم برای یون فلزی جیوه (II) روی  MIPو NIP 73

شکل (3-2-5)، زمان واجذب یون جیوه (II) از سطح جاذب 76

شکل (3-2-6)، بررسی اثر حجم اولیه یون فلزی جیوه (II) در شرایط بهینه 78

شکل (3-2-7)، منحنی کالیبراسیون جیوه(II) 79

 

 

 

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo