%41تخفیف

دانلود پروژه:خروج جیوه از نمونه های آبی به وسیله ی خاک اره اصلاح شده و بهینه سازی روش با استفاده از Box-Behnken

Name: دانلود پروژه:خروج جیوه از نمونه های آبی به وسیله ی خاک اره اصلاح شده و بهینه سازی روش با استفاده از Box-Behnken
SKU: 20313
Availability: InStock

کارشناسی ارشد رشته: شیمی«M.Sc.»

گرایش: تجزیه

خروج جیوه از نمونه های آبی به وسیله ی خاک اره اصلاح شده

و بهینه سازی روش با استفاده از Box-Behnken

چکیده

محدودیت منابع آبی و خطر بحران آب در ایران و اهمیت بازیابی آب از یک سو و از سویی دیگر افزایش آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی به وسیله فلزات سنگین از جمله جیوه که ناشی از ورود فاضلاب های صنعتی و شهری می باشد، یافتن راه حل های قابل قبول زیست محیطی را در جهت حذف این ماده از منابع آبی ضروری می سازد. در این پایان نامه به بررسی جذب کاتیون جیوه از محلول های آبی توسط خاک اره اصلاح شده با دی اتیلن تری آمین پرداخته شده است. بدین منظور خاک اره با دی اتیلن تری آمین اصلاح گردید. مشخصات ساختاری خاک اره اصلاح شده با دی اتیلن تری آمین با استفاده از روش های تبديل فوريه مادون قرمز(IR-FT)[1] و ميکروسکوپ الکتروني روبشي(SEM)[2] تایید شد. پارامترهای مختلف موثر بر خروج جیوه از محلول های آبی توسط خاک اره اصلاح شده شامل مقدار دوز جاذب،pH ، زمان تماس و دور شیکر با روش طراحی Box-Behnken مطالعه شد و شرایط بهینه تعیین گردید. خاک اره اصلاح شده دارای توانایی خروج جیوه تا غلظت 70 میلی گرم بر لیتر با راندمان بالای 80 درصد می باشد. در صورتی که pH محلول برابر 6، وزن جاذب 05/0 گرم(معادل 1 گرم بر لیتر)، دور شیکر rpm 120و زمان تماس 45 دقیقه باشد. ايزوترم هاي لانگموير و فرندليچ مطالعه شدند كه داده هاي آزمايش توافق خوبي با هردو ايزوترم داشتند. مطالعات سينيتيکي پيروي از معادلات سينيتيک شبه مرتبه دو را نشان دادند. امكان استفاده از ستون مطالعه شد كه نتايج خوبي بدست آمد.

کلمات کلیدی:جیوه، خاک اره اصلاح شده، خروج، جذب سطحی، طراحیBox-Behnken

[1]– Fourier transform infra red

[2] -scanning electron microscopy

دسته: فنی و مهندسی, مهندسی شیمی برچسب: جذب سطحی, خاک اره اصلاح شده, خروج, طراحیBox-Behnken, کلمات کلیدی:جیوهدانلود-پروژه-کارشناسی-ارشد-مقاله-پایان نامه-پژوهش-

توضیحات

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده 1

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه 3

1-2- جيوه 3

1-2-1- منابع بالقوه جيوه در محيط زيست 4

1-2-2- اشكال مختلف جيوه در محيط زيست 5

1-2-3- چگونگى ورود جيوه به زنجيره غذايى 6

1-2-4- راه های تماس جيوه 6

1-2-5- مسموميت جيوه و درمان آن 7

1-2-6- راههای پيشگيری 8

1-2-7- نكات ايمنى 8

1-2-8 -مصارف جيوه 8

1-2-9- روشهای حذف جيوه 9

1-3- جذب سطحی 11

1-3-1- مزیت های تکنیک جذب سطحی 13

1-3-2- انواع جذب سطحی 14

1-3-3- اختلاف بین جذب سطحی شیمیایی و فیزیکی 14

1-3-4- همدماهای جذب 15

1-3-5- معادله جذب همدمای لانگمویر 15

1-3-6- جذب همدمای فروندلیچ 16

1-4- فاکتورهای تاثیرگذار بر جذب سطحی خاک اره 17

1-4-1 اثر pH بر روی محلول های آبی در جذب سطحی 17

1-4-2- اثر مقدار جاذب 19

1-4-3- اثر اندازه ذرات 19

1-4-4- زمان جذب سطحی 19

1-5- بازیابی جاذب 20

1-5-1- بازیابی خاک اره 21

1-6- خصوصيات جاذب و جذب شونده 21

1-6-1- جاذب ها 21

1-6-2- قدرت جذب یک ماده تابع عوامل مختلف 22

1-6-3- خصوصیات خاک اره 23

1-6-3-1- ساختار خاك اره 23

1-6-3-2- مکانیسم جذب سطحی خاک اره 24

1-7- اصلاح گر(دی اتیلن تری آمین) 26

1-8- طراحی آزمایش 27

1-8-1- معرفی طراحی آزمایش 27

1-8-2- هدف از طراحی آزمایش 28

1-8-3- دستاوردهای طراحی آزمایش 28

1-8-4- کاربردهای طراحی آزمایش 29

1-8-4-1- شناخت مشخصه‌هاي محصول و فرآيند و تعيين مهم‌ترين عوامل كنترل فرآيند 29

1-8-4-2- مدل‌سازی 29

1-8-4-3- بهینه‌سازی 30

1-8-5- بازدهی اقتصادی استفاده از طراحی آزمایش های صنعتی 30

1-8-6- اهمیت طراحی آزمایش 31

1-8-7- معایب روش های طراحی آزمایش 32

1-8-8- انواع روش های طراحی آزمایش 32

1-8-9- انواع رویه پاسخ 33

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1- مقدمه 36

2-2- تاريخچه خروج جیوه 36

2-3- تاریخچه استفاده از جاذب خاک اره 39

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1- مقدمه 45

3-2- دستگاه ها و وسايل مورد استفاده 45

3-3- مواد مورد استفاده 46

3-4- تهیه محلول ها 47

3-4-1- تهيه محلول مادر از جیوه(II)نیترات یک آبه 47

3-4-2- تهیه محلول دتیزون 47

3-4-3- تهيه محلول سدیم هیدروکسید با غلظت 1 مول بر لیتر 47

3-4-4- تهیه محلول اسید سولفوریک با غلظت 5/0 مول بر لیتر 47

3-4-5- تهیه محلول اسید نیتریک با غلظت 1 مول بر لیتر 48

3-5- تهیه جاذب 48

فصل چهارم: نتایج

4-1- ويژگي هاي جاذب 50

4-1-1- بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) جاذب، قبل و بعد از اصلاح سطح آن 50

4-1-2- بررسی طیف مادون قرمز (FT-IR)جاذب 50

4-2- روش کار 52

4-3- بررسی طیف جذبی کمپلکس جیوه- دتیزون 52

4-4 -منحني کاليبراسيون براي تعيين جیوه 53

4-5- بهينه سازي پارامترهاي موثر بر خروج جیوه 54

4-5-1- بهینه سازی خروج جیوه به وسیله طراحی آزمایش 54

4-5-2- بررسي نتايج 55

4-5-3- تفسیر رویه های پاسخ بدست آمده 57

4-5-4- نتایج بهينه برای خروج جیوه 64

4-6 تاثیر اصلاح خاک اره با دی اتیلن تری آمین بر خروج جیوه 64

4-7- اثر غلظت اولیه جیوه 64

4-8- همدماهای جذب سطحی 65

4-8-1- همدما لانگمویر 66

4-8-2- همدما فروندلیچ 68

4-9- بررسی اثر سینتیکی 70

4-9-1- مدل سینتیکی شبه مرتبه اول 70

4-9-2- مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم 70

4-10- بررسی اثر امکان جایگزینی روش ستونی بجای روش بچ 75

4-11- بررسي اثر واجذب با استفاده از سيستم ستون 75

4-12- بررسی اثر یون های مزاحم 76

4-13- بررسی نمونه ها ی حقیقی 77

فصل پنجم: بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری 80

5-2- مقایسه پایان نامه با کار های انجام شده بر خروج جیوه 85

5-3- پیشنهادات 86

منابع و مأخذ

منابع فارسی 89

منابع غیر فارسی 91

چکیده انگلیسی 94

فهرست جدول ها

عنوان صفحه

جدول1-1- خصوصیات عنصر جیوه 4

جدول1-2- pH مطلوب جذب سطحی تعدادی از یونهای فلزی بر روی خاک اره 18

جدول1-3- مقادیر pH_zpc خاک اره های مختلف 18

جدول1-4- طرحی از مربعات لاتین 33

جدول3-1- مشخصات مواد شیمیایی مورد استفاده در تحقیق 46

جدول4-١- گروههاي مربوط به پيك FT-IR خاك اره وخاك اره اصلاح شده 51

جدول4-2- مقادیر جذب برای غلظت های مختلف جیوه 53

جدول4-3- گستره آزمایشی و سطوح متغییر ها برا ی خروج جيوه 54

جدول4-4- آزمایشات طراحی شده پس از استفاده از طرح آزمایشی Box-Behnken و پاسخ های بدست آمده و پیش بینی مدل 56

جدول4-5- معرفی عوامل موثر بر خروج جیوه 57

جدول4-6- آنالیز واریانس برای درصد خروج جیوهANOVA 63

جدول4-7- شرایط بهینه برای خروج جیوه 63

جدول4-8- درصد خروج جیوه برای غلظت های اولیه مختلف جیوه 65

جدول4-9- مقادیر1/c_e و 1/q_e مربوط به جیوه در غلظت های اولیه مختلف 67

جدول4-10- پارامتر های مربوط به همدما لانگمویر 67

جدول4-11- مقادیر Log q_e و Log C_eمربوط به جیوه در غلظت های اولیه مختلف 69

جدول4-12- پارامتر های مربوط به همدما فروندلیچ 69

جدول4-13- نتایج سینتیکی شبه مرتبه اول برای غلظت 10 میلی گرم بر لیتر جیوه 71

جدول4-14- نتایج سینتیکی شبه مرتبه اول برای غلظت 20 میلی گرم بر لیتر جیوه 71

جدول4-15- پارامترهای مربوط به سینتیک شبه مرتبه اول در غلظت های10و20میلی گرم بر لیتر جیوه 72

جدول4-16- نتایج سینتیکی شبه مرتبه دوم برای غلظت 10 میلی گرم بر لیتر جیوه 73

جدول4-17- نتایج سینتیکی شبه مرتبه دوم برای غلظت 20 میلی گرم بر لیتر جیوه 73

جدول4-18- پارامترهای مربوط به سینتیک شبه مرتبه دوم در غلظت های10و20میلی گرم بر لیتر جیوه 74

جدول4-19- بررسی اثر یون های مزاحم 76

جدول4-20- خروج جیوه در نمونه های مختلف آب وپساب 78

جدول5-1- مقایسه پایان نامه با کار های انجام شده بر خروج جیوه 85

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار4-1- منحنی کالیبراسیون برای تعیین غلظت جیوه 54

نمودار4-2- همدما لانگمویر برای جذب سطحی جیوه بر خاک اره اصلاح شده 67

نمودار4-3- همدما فروندلیچ برای جذب سطحی جیوه بر خاک اره اصلاح شده 69

نمودار4-4- مدل سینتیکی شبه مرتبه اول با غلظت 10() و 20 (n)میلی گرم بر لیتر جیوه 72

نمودار4-5- مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم با غلظت 10() و 20 (n)میلی گرم بر لیتر جیوه 74

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

شکل1-1-1-پدیده جذب، 2- جذب سطحی 12

شکل1-2- مرحله اول(الف)، دوم(ب)، سوم(ج) مکانسیم جذب سطحی 13

شكل١-3- ساختمان سلولز 24

شكل١-4- ساختار ليگنين 24

شکل1-5- ساختار دي اتيلن تري آمين 26

شکل1-6- نمایی از طرح مرکب مرکزی 34

شکل1-7- نمایی از Box-Behnken design34

شكل4-1- عكس SEM( آ) خاك اره، (ب) خاك اره اسيدي، (ج) خاك اره اصلاح شده با دي اتيلن تري آمين 50

شکل4-2- طیفFT-IR (a) خاك اره اصلاح شده با دي اتيلن تري آمين، (b)خاك اره 51

شکل4-3- طیف جذبی جیوه- دتیزون 52

شکل4-4- درصد خروج جیوه نسبت به تغییرات pH و دوز جاذب 60

شکل4-5- درصد خروج جیوه نسبت به تغییرات دور شیکر و دوز جاذب 60

شکل4-6- درصد خروج جیوه نسبت به تغییرات زمان تماس و دوز جاذب 61

شکل4-7- درصد خروج جیوه نسبت به تغییرات pH و دور شیکر 61

شکل4-8- درصد خروج جیوه نسبت به تغییرات pH و زمان تماس 62

شکل4-9- درصد خروج جیوه نسبت به تغییرات دور شیکر و زمان تماس 62