پديد آورنده :
جوان بخت، وحيد
عنوان :
جداسازي فلز سنگين سرب از محلول هاي آبي توسط بيونانو كامپوزيت زئوليت مغناطيسي
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
هفت،123ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمد قريشي
توصيفگر ها :
نانو اكسيدآهن , پساب هاي صنعتي , كلينو پتيلو لايت
استاد داور :
احمد محب، مهران غياثي، محمدرضا طلايي
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/09/29
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
كد ايرانداك :
ID959 دكتري
چكيده فارسي :
8 چكيده با توجه به مضرات حضور فلزات سنگين در پسابها استفاده از روشهاي مناسب جهت جداسازي و حذف اين مواد و در نتيجه كاهش خطرات ناشي از آنها ضروري است روش جذب سطحي شامل استفاده از جاذبهاي با ظرفيت جذب باال براي حذف آاليندههاي مختلف مي باشد برتري جذب سطحي درجداسازي فلزات سنگين به دليل انعطاف درطراحي و عمليات كيفيت باالي خروجي در بسياري از موارد قابليت احيا و استفاده مجدد از جاذب در بسياري از موارد و هزينه پايين عمليات و نگهداري ميباشد با توجه به اهميت فلز سرب در صنايع به عنوان فلزي سنگين و استراتژيك و آلودگي قابل توجه آن در محيط زيست در پروژه حاضر سعي بر اين شد كه بر جذب اين فلز از محلول آبي تمركز شود در اين تحقيق نانواكسيدمغناطيسي مگنتيت بر روي سطح كلينوپتيلواليت با نسبتهاي وزني 1 1 1 3 1 5 و 1 7 نشانده شد تا جاييكه حداكثر خاصيت مغناطيسي جهت سهولت جداسازي نهايي جاذب از محلول و نيز سطح ويژه حاصل گردد و در نهايت به كمك عامل اتصال دهنده گلوتارآلدهيد كيتوزان به عنوان جاذب فلز سنگين برروي نانوكامپوزيت پوشش داده شد سپس اين بيونانوكامپوزيت به كمك تجهزات آناليز مشخصهيابي گرديد جهت بررسي مورفولوژي ذرات از دستگاه آناليز SEM دستگاه آناليز FTIR براي بررسي گروه هاي عاملي از دستگاه آناليز VSM براي سنجش خاصيت مغناطيسي ذرات از دستگاه آناليز XRD جهت بررسي ساختار كريستالي از دستگاه آناليز TGA جهت بررسي پايداري حرارتي از دستگاه آناليز EDX جهت بررسي تركيب عنصري و نهايتا از دستگاه آناليز BET براي اندازه گيري سطح ويژه ذرات استفاده شد پس از اطمينان از دستيابي به ساختاري با خواص مورد نظر بيونانوكامپوزيت سنتز شده در فرآيند جذب فلز مورد استفاده قرارگرفت بدين ترتيب كه مقدار مشخصي از ذرات بيونانوكامپوزيت به عنوان جاذب مغناطيسي به ميزان معيني از محلول حاوي سرب اضافه شد و پس از انجام فرايند جذب سرب و رسيدن به تعادل جذب جاذب حاوي فلز جذب شده به كمك آهنربا از محلول جداسازي و با آناليز محلول باقيمانده ميزان جذب فلز تعيين گرديد در پايان عوامل مختلف مؤثر بر فرآيند جذب سرب از جمله زمان pH غلظت اوليه محلول سرب ميزان جاذب حضور يونهاي رقيب و همچنين سينتيك ايزوترم ترموديناميك و مكانيسم جذب مورد بررسي قرار گرفت ظرفيت جذب سرب توسط اين جاذب 136 11 mg g تعيين گرديد كه در مقايسه با بسياري از جاذبهاي مشابه عدد قابل توجهي بود در ادامه به كمك طراحي آزمايش به روش سطح پاسخ الگوي فرايند جذب سرب استخراج و شرايط بهينه جذب گرديد در انتها با مدلسازي رياضي فرايند مورد بررسي قرارگرفت نانوذرات زئوليت و نانوكامپوزيتهاي سنتزشده در شرايط بهينه جذب مشابه بيونانوكامپوزيت مغناطيسي سنتزشده مورد استفاده قرارگرفتند مقايسه ظرفيت جذب سرب بيونانوكامپوزيت مورد نظر نسبت به ساختارهاي تشكيلدهنده آن و همچنين كارهاي قبلي نشان از عملكرد آن و نيز تأييدكننده برتري نسبي آن بود عالوه برآنكه بيونانوكامپوزيت مغناطيسي سنتز شده مشكل اكسيدشدن نانوذرات مگنتيت را با پوشش كيتوزان برطرف نموده و همچنين خاصيت مغناطيسي امكان جداسازي بسيار آسان جاذب از محلول فلزي را پس از فرآيند جذب فراهم آورد
چكيده انگليسي :
123AbstractEnvironmental contamination of heavy metals has become a worldwide problem and aspecial attention has been given to them because of their high toxicity non biodegradabilityand accumulation in the food chain Heavy metals even at trace level are very harmful forhuman beings Thus the removal of heavy metals from water systems is a very critical andessential topic and has attracted a considerable attention Among these techniques adsorption as a cost effective technology offers flexibility in design and operation and inmany cases it will generate high quality treated effluent In addition a lot of adsorbents canbe regenerated by desorption processes of ease of operation for multiple use A novelnanocomposite was synthesized featuring magnetic properties and was used for the removalof Pb II as a toxic heavy metal from aqueous solutions The obtained magneticbionanocomposite was characterized using SEM BET FTIR XRD TGA EDX and VSM The effects of temperature contact time Pb II concentration pH value of the solution andadsorbent dosage on the adsorption capacity of the nanocomposite were investigated Thekinetics data of adsorption process were analyzed by the models of pseudo first order pseudo second order the Elovich and intra particle diffusion The adsorption kinetics waswell described by the pseudo second order equation The adsorption isotherms were moreaccurately fitted by the Langmuir equation and the maximum theoretical Pb II adsorptioncapacity of the nanocomposite was found to be 136 99 mg g at pH 6 and 333 K The negativeGibbs free energy values of adsorption illustrated the spontaneity of the adsorption of Pb II ions on the nanocomposite The magnetic nanocomposite gave a saturation magnetizationvalue of 9 50 emu g therefore it was efficiently separated from the solution by a fast andsimple magnetic separation process Desorption of the Pb II ions from the nanocompositewas achieved by using 0 01M HNO3 CaCl2 and NaCl solutions A rotatable centralcomposite design CCD and the RSM were used to conduct and to analyze the experiments respectively A two mass transfer resistance model consisting of the homogeneous soliddiffusion model combined with the external mass transfer resistance was applied to fit theexperimental kinetic data of an agitated batch adsorption system and a parabolic dependenceof the driving force on the particle radius was considered
استاد راهنما :
محمد قريشي
استاد داور :
احمد محب، مهران غياثي، محمدرضا طلايي
