پديد آورنده :
ديباجي، ياسمن سادات
عنوان :
حذف متيل ترشري بوتيل اتر از محلول هاي آبي توسط نانوكامپوزيت مغناطيسي مبتني بر گرافن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فرايندهاي جداسازي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
هفده، ۱۳۰ص: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حميد زيلويي، كيومرث زرگوش
استاد مشاور :
مهدي بازرگاني پور
توصيفگر ها :
جذب سطحي , گرافن اكسايد كاهيده , نانو ذرات اكسيد آهن , نانو لوله كربني , MTBE
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/05/01
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
چكيده گسترش روز افزون جمعيت انسان ها و كمبود منابع آب شيرين سبب شده است تا موضوع تصفيه آب اهميت ويژهاي پيدا كند به عالوه تصفيه فاضالب هاي صنعتي حاوي مواد آلي به منظور جلوگيري از آلوده شدن محيط زيست و منابع آبي مورد توجه قرار گرفته است حالل آلي MTBE كه يك افزودني رايج به بنزين است به دليل گستردگي مصرف به يكي از آاليندههاي منابع آبي به خصوص آبهاي زيرزميني تبديل شده است و به دليل تفاوت ويژگي هاي شيمي فيزيكي متفاوت اين ماده با ديگر آاليندههاي آلي جداسازي آن از محيط آبي پيچيدهتر از ديگر آاليندههاست يكي از روشهاي جداسازي MTBE كه مورد توجه زيادي قرار گرفته روش جذب سطحي است كه از ويژگيهاي آن ميتوان سادگي سرعت با ال و نداشتن محصول جانبي را نام برد انتخاب جاذب در جذب سطحي MTBE از اهميت ويژهاي برخوردار است زيرا جاذب هاي رايج مانند كربن فعال عملكرد مناسبي در جذب سطحي اين ماده ندارند به عالوه جداسازي جاذب پس از فرايند جذب هم يكي از چالشهاي اين روش تصفيه است نانو كامپوزيت گرافن اكسايد كاهيده مغناطيسي 4 rGO Fe3O يكي از جاذب هايي است كه اخيرا مورد توجه زيادي قرار گرفته است اين نانو كامپوزيت عالوه بر داشتن سطح ويژه زياد خاصيت آب گريزي هم دارد كه براي جذب MTBE مناسب است همچنين خاصيت مغناطيسي اين جاذب باعث ميشود تا بتوان آن را به راحتي و به كمك ميدان مغناطيسي از محيط جدا كرد در اين پژوهش به منظور سنتز نانو كامپوزيت ابتدا گرافن اكسايد به روش هامرز بهبود يافته سنتز شد و پس از آن نانو ذرات 4 Fe3O به روش هم نشيني درجا روي سطح گرافن اكسايد قرار گرفته و با استفاده از محلول هيدرآزين كاهيده شدند M1 rGO به عالوه نانو كامپوزيت 4 rGO Fe3O با مقدار نانو ذره مغناطيسي متفاوت M2 rGO به منظور بررسي تاثير نانو ذره بر روي ظرفيت جذب و نانو كامپوزيت ديگر حاوي نانو لولههاي كربني rGO Fe3O4 CNT براي بهبود مقدار جذب سطحي سنتز شد مشخصه يابي جاذبهاي سنتزي با آناليز BET VSM FT IR XRD و FESEM انجام شد آزمونهاي مشخصه يابي FT IR XRD و FESEM نشان داد كه سنتز جاذبها به خوبي انجام شده است و ويژگيهاي الزم را دارا ميباشد نتايج XRD نمونهها با پراش 4 Fe3O همخواني دارد و پيك مربوط به گرافن در الگوهاي پراش ديده ميشود در تصاوير FESEM نمونههاي M1 rGO و M2 rGO نانو ذرات 4 Fe3O روي سطح گرافن قرار گرفتهاند و در تصاوير مربوط به جاذب rGO Fe3O4 CNT عالوه بر نانو ذرات نانو لولههاي كربني هم روي سطح قرار گرفتهاند در آناليز FT IR جذب مرتبط با پيوندهايي كه در گرافن و نانو ذره 4 Fe3O وجود دارند مشاهده شد سطح ويژه به دست آمده براي جاذب M2 rGO M1 rGO و rGO Fe3O4 CNT از آناليز BET برابر 120 9m2 g 31 1m2 g و 65 2m2 g ميباشد براي بررسي تاثير سه متغير غلظت اوليه pH و مقدار جاذب طراحي آزمايش با نرم افزار design expert و با روش پاسخ سطح انجام شد در اين طراحيها محدوده غلظت MTBE از 5mg L تا 100mg L محدوده pH از 6 تا 8 و محدوده مقدار جاذب از 5mg تا 15mg در 50mL محلول انتخاب شد نتايج نشان داد كه جذب سطحي MTBE براي هر 2 جاذب M1 rGO و rGO Fe3O4 CNT از مدل سينتيكي شبه مرتبه اول و ردليچ پترسون تابعيت ميكند و بيشترين ظرفيت جذب جاذب M1 rGO برابر با 399 1mg g است و در نقطه غلظت MTBE برابر pH 100mg L برابر 6 و مقدار جاذب 5mg قرار دارد همچنين براي جاذب rGO Fe3O4 CNT ظرفيت جذب بيشينه برابر 571 7mg g است كه در نقطه غلظت MTBE برابر pH 100mg L برابر 6 و مقدار جاذب 5mg قرار دارد و در تمام نقاط به طور ميانگين حدود 801 افزايش يافته است با توجه به نتايج طراحي آزمايش pH تاثير زيادي روي ظرفيت جذب سطحي MTBE به خصوص براي جاذب rGO Fe3O4 CNT ندارد در مورد جاذب M1 rGO ظرفيت جذب با توان دوم pH و مقدار جاذب رابطه دارد و غلظت و مقدار جاذب تاثير متقابل دارند براي جاذب rGO Fe3O4 CNT ظرفيت جذب با توان دوم غلظت ارتباط دارد همچنين با استفاده از احياي جاذب با حالل آلي و حرارت دهي پس از 3 مرتبه احيا 03 از ظرفيت جاذب بازيابي شد كلمات كليدي MTBE جذب سطحي گرافن اكسايد كاهيده نانو ذرات اكسيد آهن نانو لوله كربني
چكيده انگليسي :
131 MTBE removal from aqueous solutions by graphene based magnetic nanocomposite Yasaman Sadat Dibaji yasamandibaji@gmail com June 23 2018 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language PersianSupervisors Hamid Zilouei hzilouei@cc iut ac ir Kiomars Zargoosh kiomarszargoosh@cc iut ac irAbstractGrowing human s population and lack of sweet water sources cause that water treatmentbecome an important issue In addition industrial wastewater treatment which contains organicpollutants and heavy metals is significant in order to prevent environment and water resourcesfrom contamination MTBE which is a common additive to gasoline becomes a watercontamination especially underground water because of its worldwide use MTBE removalfrom aqueous solution is more complicated because of its different physicochemical characterswith other organic pollutants One of the separation methods that receives a lot of attention isadsorption that has properties like simplicity high rate and no byproduct Adsorbent selectionis very important in MTBE removal because common adsorbents like activated carbon hasn tsuitable performance in MTBE removal Furthermore adsorbent separation after adsorptionprocess is an important challenge in this treatment way Reduced graphene oxide Fe3O4 nanocomposite is one of the adsorbents that recently attract attention This nanocomposite has ahigh surface area in addition to hydrophobicity which can makes it appropriate for MTBEadsorption Moreover magnetic feature make its separation easy with magnetic field In thisstudy modified Hummer s method was used to synthesize graphene oxide Afterward Fe 3O4nano particles was precipitated with in situ synthesis method and GO was reduced withhydrazine solution simultaneously M1 rGO In addition rGO Fe3O4 with different ratio ofiron oxide particles M2 rGO was synthesized in order to study the effect of Fe3O4 onadsorption capacity and carbon nano tubes were added to composite in order to improveadsorption capacity Adsorbent characterization was done with XRD FTIR VSM BET andFESEM analysis XRD FT IR and FESEM characterization tests showed that adsorbents weresynthesized well XRD results was consistent with Fe3O4 diffraction pattern and a peak relatedto graphene was seen in diffraction patterns In FESEM images of M1 rGO and M2 rGOsamples Fe3O4 nano particles were seat on graphene surface In FT IR analysis absorptionrelated to bonds which is existed on graphene and Fe3O4 nano particle was observed Surfacearea of M1 rGO M2 rGO and rGO Fe3O4 CNT was obtained 31 1m2 g 120 9m2 g and
استاد راهنما :
حميد زيلويي، كيومرث زرگوش
استاد مشاور :
مهدي بازرگاني پور
