%41تخفیف

دانلود پروژه:مطالعه سینتیک جذب سطحی رنگ آزو نارنجی توسط خاک اصلاح شده

تعداد85 صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد «M.Sc»
گرایش: معدنی

مطالعه سینتیک جذب سطحی رنگ آزو نارنجی توسط خاک اصلاح شده

چكيده

فاضلاب واحدهای چاپ و رنگرزی در صنایع نساجی اغلب حاوی رنگ و مواد شیمیایی هستند. یکی از رنگ­های مورد استفاده در این صنعت، رنگ راکتیو نارنجی می­باشد که دارای ترکیبات معطر، هتروسیکلیک، بسیار پایدار بوده و باعث سخت شدن فرآیند حذف رنگ از فاضلاب می­شوند. در این تحقیق، جذب رنگ راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB توسط فرآیند جذب سطحی بررسی شد. تاثیر پارامترهای مختلف نظیر مقدار جاذب، pH، مدت زمان تماس، دما، سرعت هم­زدن و غلظت اولیه روی جذب رنگ راکتیو نارنجی از محلول­های آبی مطالعه شد. جذب به یک ماکزیمم در تمام pHها و زمان تماس 60 دقیقه رسید. بررسی سینتیکی نشان داد، عمل جذب بر روی تمام جاذب­ها از معادله سینتیک درجه دوم تبعیت می­کند. مدل ایزوترومی لانگمویر در Bentonit/CTAB، و مدل ایزوترمی فروندلیچ در Kaolin/CTAB و Clay/CTAB مطابقت خوبی با نتایج تجربی داشت.

چكيده 1

فصل اول: مقدمه 2

1-1- مقدمه 3

1-2- بنتونیت 4

1-3- زئولیت 4

1-4- کائولن 5

1-4-1- کاغذ سازی 6

1-4-2- داروسازی 6

1-4-3- رنگ سازی 7

1-4-4- لاستیک­سازی 7

1-4-5- سرامیک سازی 7

1-4-6- خاک رس­ها 7

1-5- جذب سطحی 8

1-5-1- دامنه جذب سطحی 9

1-5-2- کاربرد جذب سطحی 8

1-5-3- توسعه و فن­آوری جذب سطحی 11

1-5-4- جذب فیزیکی 11

1-5-5- جذب شیمیایی 11

1-6- عوامل موثر در فرآیند جذب سطحی 12

1-6-1- سطح تماس 12

1-6-2- غلظت 13

1-6-3- دما 13

1-6-4- pH 13

1-6-5- اندازه مولکول­های جذب شونده 13

1-6-6- نوع خواص جسم جاذب 13

1-7- ایزوترم جذب 14

1-8- سرعت جذب سطحی 14

1-9- سینتیک و ترمودینامیک 15

1-10- استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی 16

1-11- تفاوت­های سینتیک و ترمودینامیک 16

1-12- جاذب­ها 17

1-12-1- جاذب­های متداول و رایج 18

1-12-1-1- کربن­های فعال شده 18

1-12-1-2- استخوان چوب 19

1-12-1-3- جادب­های پلیمری 20

1-12-1-4- سیلیکاژل 20

1-12-1-5- آلومین فعال شده 20

1-13- انواع رنگ 21

1-13-1- رنگ­های طبیعی 21

1-13-2- رنگ­های شیمیایی 21

1-14- مواد رنگزای راکتیو 22

فصل دوم: پیشینه تحقیق 25

2-1- مقدمه 27

2-2- مروری بر مطالعات گذشته 28

فصل سوم: تجربی 33

3-1- روش آزمایش 34

3-2- مواد مورد استفاده 34

3-3- وسایل و دستگاه‌های مورد نیاز 34

3-4- تهیه محلول رنگی 33

3-4-1- رنگ راکتیو نارنجی 35

3-5- روش تهیه جاذب 36

3-6- اندازه­گیری qe 34

فصل چهارم: نتایج و بحث 38

4-1- بررسی ساختار مدل آلوده کننده و جاذب‌ها 37

4-1-1- طیف FTIR 39

4-1-2- تصویر میکروسکوپی (SEM) 43

4-1-3- بررسی ساختار بلورها توسط پرتوهای ایکس (XRD) 43

4-2- بهینه سازی پارامترهای مختلف در حذف رنگ راکتیو نارنجی 43

4-2-1- اثرpH 43

4-2-2- اثر مقدار جاذب (m) 47

4-2-3- اثر غلظت رنگ راکتیو نارنجی 46

4-2-4- اثر مدت زمان تماس 48

4-2-5- اثر دما 49

4-3- سینتیک جذب 51

4-3-1- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB 52

4-3-2- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Kaolin/CTAB 56

4-3-3- بررسی سینتیک جذب راکتیو نارنجی روی Clay/CTAB 56

4-4- ایزوترم جذب 60

4-4-1- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Bentonit/CTAB 61

4-4-2- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Kaolin/CTAB 64

4-4-3- بررسی ایزوترم جذب راکتیو نارنجی روی Clay/CTAB 64

4-5- پارامترهای ترمودینامیکی 67

4-6- نتیجه گیری 71

منابع و مؤاخذ 73

فهرست جداول

عنوان                                              صفحه

جدول 4-1- تغییرات qe نسبت به pHهای مختلف تحت شرایط 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 44

جدول4-2- تغییرات qe نسبت به مقادیر مختلف جاذب در حضور 50 میلی لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم برلیتر) 45

جدول4-3- تغییرات  نسبت به غلظت­های مختلف تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 47

جدول4-4- تغییرات  نسبت به زمان تماس تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 48

جدول4-5- تغییرات  نسبت به دما تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 50

جدول4-6-تغییرات Ln[A] و t/q نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Bentonit/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 52

جدول4-7- تغییرات Ln[A] و  t/q  نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Kaolin/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 54

جدول4-8- تغییرات Ln[A] و  t/q  نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Clay/CTAB  تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 56

جدول4-9- ثابت‌های سرعت واکنش درجه اول و درجه دوم و ضرایب هم‌بستگی آن‌ها برای جذب راکتیو نارنجی بر روی جاذب­های Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB 48

جدول4-10- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلی لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 60

جدول4-11- – تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلی لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 62

جدول4-12- تغییرات 1/Ce و 1/qe، LnCe و Lnqe برای رسم نمودارهای ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب و 50 میلی لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 64

جدول4-13- مقادیر ثابت­های ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ برای جذب راکتیو نارنجی 54

جدول 4-14- مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی 68

فهرست شكل­ها

عنوان                                              صفحه

شكل 3-1- ساختار رنگ راکتیو نارنجی 33

شكل 3-2- طیف جذبی راکتیو نارنجی با غلظت 50 میلی­گرم بر لیتر در محدوده طول موج 800-200 نانومتر 36

شكل 4-1- A. طیف FTIR Bentonit/CTAB –  B. طیف FTIR رنگ راکتیو نارنجی-  C.طیف FTIR راکتیو نارنجی + Bentonit/CTAB در دمای 27 درجه سانتی گراد 38

شكل 4-2- A. طیف FTIR Kaolin/CTAB-  B. طیف FTIR رنگ راکتیو نارنجی-  C.طیف FTIR راکتیو نارنجی + Kaolan/CTAB در دمای 27 درجه سانتی گراد 39

شکل4-3- A. طیف FTIR Clay/CTAB –  B. طیف FTIR رنگ راکتیو نارنجی-  C.طیف FTIR راکتیو نارنجی + Clay/CTAB در دمای 27 درجه سانتی گراد 40

شكل4-4- تصویر میکروسکوپی (SEM)   (A): بنتونیت-  (B): کائولن 41

شکل4-5- طیف XRD مربوط به جاذب Bentonit/CTAB 42

شکل4-6- طیف XRD مربوط به جاذب Kaolin/CTAB 42

شکل4-7- منحنی تغییرات  نسبت به pHهای مختلف تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB  و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 44

شکل4-8- منحنی تغییرات  نسبت به مقادیر مختلف جاذب تحت شرایط: جاذب Bentonit/CTAB،   Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 46

شکل4-9-منحنی تغییرات نسبت به غلظت­های مختلف تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 47

شکل4-10- منحنی تغییرات  نسبت به زمان تماس تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB،  Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 49

شكل 4-11- منحنی تغییرات  نسبت به دما تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB، Kaolin/CTAB و Clay/CTAB در حضور 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر). 50

شكل 4-12- منحنی تغییرات Ln[A] نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Bentonit/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 53

شكل 4-13- منحنی تغییرات t/q نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Bentonit/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 53

شكل 4-14- منحنی تغییرات Ln[A] نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Kaolin/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 55

شکل 4-15- منحنی تغییرات t/q نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Kaolin/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 55

شکل 4-16- منحنی تغییرات Ln[A] نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Clay/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) 57

شکل 4-17- منحنی تغییرات t/q نسبت به مدت زمان تماس برای جاذب Clay/CTAB تحت شرایط: 1/0 گرم جاذب، 4=pH، دمای 60 درجه­ی سانتیگراد و 50 میلی‌لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی‌گرم بر لیتر) 57

شکل 4-18- منحنی تغییرات 1/Qe نسبت به 1/Ce در ایزوترم جذب لانگمویر تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب Bentonit/CTAB و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 60

شکل 4-19- منحنی تغییرات LnQe  نسبت به LnCe در ایزوترم فروندلیچ تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0 گرم جاذب Bentonit/CTAB  و 50 میلی لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 61

شکل4-20- منحنی تغییرات 1/Qe نسبت به 1/Ce در ایزوترم جذب لانگمویر تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب Kaolin/CTAB و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 63

شکل 4-21- منحنی تغییرات LnQe  نسبت به LnCe در ایزوترم فروندلیچ تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0 گرم جاذب Kaolin/CTAB و 50 میلی لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH. 63

شکل 4-22- منحنی تغییرات 1/Qe نسبت به 1/Ce در ایزوترم جذب لانگمویر تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0گرم جاذب Clay/CTAB و 50 میلی­لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 64

شکل 4-23- منحنی تغییرات LnQe  نسبت به LnCe در ایزوترم فروندلیچ تحت شرایط: دمای 60 درجه­ی سانتیگراد، 1/0 گرم جاذب Clay/CTAB و 50 میلی لیتر محلول راکتیو نارنجی (50 میلی­گرم بر لیتر) با 4=pH 65

شکل 4-24- منحنی تغییرات LnKc نسبت به [1/T] در معادله وانت هوف (Bentonit/CTAB) 67

شکل 4-25- منحنی تغییرات LnKc نسبت به [1/T] در معادله وانت هوف(Kaolin/CTAB) 67

شکل 4-26- منحنی تغییرات LnKc نسبت به [1/T] در معادله وانت هوف(Clay/CTAB) 68

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