پديد آورنده :
اشرف، پوريا
عنوان :
بررسي فرآيند جذب و واجذب مخلوط يون هاي فلزي با استفاده از نانوذرات مغناطيسي اكسيدآهن در ستون بستر ثابت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فرآيندهاي جداسازي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
سيزده، ۸۴ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
نسرين اعتصامي
توصيفگر ها :
فرايند جذب سطحي , فلزات سنگين روي , سرب و مس , نانوذرات مغناطيسي , نانوذرات اكسيدآهن , سيستم بستر ثابت , فرايند واجذب
استاد داور :
احمد محب، حميد زيلويي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/02
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
چكيده فارسي :
1 چكيده با افزايش روزافزون جمعيت و پيشرفت صنعت مسئله كمبود آب به يك بحران تبديل شده است در اين بين افزايش پسابهاي صنعتي كه عمدتا حاوي فلزات سنگين ميباشند به اين بحران دامن زده است لذا تصفيه پسابهاي صنعتي ميتواند راهگشاي اين مشكل باشد با گسترش فناوري نانو در عرصه هاي مختلف از جمله تصفيه آب و پساب نانوذرات به عنوان يكي از موثرترين جاذبها در فرايند جذب سطحي فلزات سنگين مورد توجه قرار گرفتند در پژوهش حاضر جذب سطحي يونهاي روي سرب و مس به صورت همزمان به وسيله نانوذرات مغناطيسي اكسيدآهن در سامانههاي ناپيوسته و ستون بستر ثابت مورد بررسي قرار گرفت همچنين بعد از اشباع شدن نانوذرات به منظور استفاده مجدد از آنها آزمايشها در جهت واجذب نانوذرات ادامه يافت نتايج حاصل از فرايند جذب در سامانه ناپيوسته بيانگر اين است كه pH مطلوب براي حذف فلزات سنگين حدود 6 است زيرا در pH كمتر از 6 راندمان جذب كاهش مي يابد و در pH باالتر از 6 نمكهاي فلزات سنگين شروع به رسوب ميكنند همچنين نتايج نشان ميدهد بعد از گذشت 52 دقيقه حدود 05 04 و 01 درصد سرب مس و روي به ترتيب جذب شدهاند و بعد از اين زمان شيب تغيير غلظت فلزات سنگين كم است پس زمان بهينه براي انجام عمليات جذب اين عدد گزارش شد از سوي ديگر اثر عواملي چون تغيير غلظت فلزات سنگين و مقدار نانوذرات بررسي شد كه مشخص گشت اين دو عامل رفتاري مخالف هم دارند به اين مفهوم كه راندمان جذب با افزايش مقدار نانوذرات افزايش و با افزايش غلظت فلزات سنگين كاهش مييابد نتيجه ديگري كه در اين پژوهش بدست آمده است ميتوان به انتخابپذيري متفاوت نانوذرات اشاره كرد كه تمايل جذب نانوذرات به ترتيب براي سرب مس و روي كاهش مييابد كه علت آن به اختالف در الكترونگاتيويته آنها برميگردد ميزان جذب تعادلي براي سه يون سرب مس و روي به ترتيب 13 61 و 3 ميليگرم بر گرم جاذب است در سيستم بستر ثابت با توجه به نتايج قسمت ناپيوسته اثر دو عامل مقدار نانوذرات و تغيير دبي پساب بررسي شد نتايج نشان داد با افزايش دبي راندمان جذب كاهش و با افزايش مقدار نانوذرات راندمان جذب افزايش مييابد يكي از مهمترين ويژگيهاي فرايند جذب سطحي امكان بازيابي جاذب و استفاده مجدد از آن ميباشد براي فرايند واجذب نانوذرات بايد از يك محلول اسيدي استفاده شود در بين اسيدهاي موجود هيدروكلريك اسيد به دليل در دسترس بودن و كاربرد بيشتر در پژوهشها انتخاب شد در سامانه ناپيوسته با انجام آزمايشهايي مشخص شد هيدروكلريك اسيد با غلظت 700 0 موالر و حجم 051 ميليليتر احياكننده مناسبي براي واجذب نانوذرات از سه يون سرب مس و روي ميباشد بعد از يافتن احياكننده با غلظت و حجم مناسب چرخههاي متوالي جذب و واجذب در سيستم بستر ثابت مورد بررسي قرار گرفت كه مشخص شد براي حداقل 5 چرخه متوالي هيدروكلريك اسيد به عنوان احياكننده توانايي برگرداندن كامل ظرفيت نانوذرات را دارد كلمات كليدي فرايند جذب سطحي فلزات سنگين روي سرب و مس نانوذرات مغناطيسي نانوذرات اكسيدآهن سيستم بستر ثابت فرايند واجذب
چكيده انگليسي :
85 Investigation Adsorption Desorption Process of Metal Ions Mixture in Fixed Bed Column with Fe3O4 Nanoparticles Pooria ashraf p ashraf@ce iut ac ir Date of Submission June 13 2018 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Nasrin Etesami n etesami@cc iut ac irAbstractWith increasing population growth and industry progress water scarcity has become a crisis In themeantime the increase in industrial waste mainly containing heavy metals has contributed to this crisis Therefore industrial wastewater treatment can solve this problem Nanoparticles have been consideredas one of the most effective adsorbents in the process of adsorption of heavy metals with thedevelopment of nanotechnology in various fields including water and wastewater treatment In thepresent study adsorption of zinc lead and copper ions simultaneously by magnetic iron oxidenanoparticles in fixed bed and discontinuous systems was investigated After the nanoparticles weresaturated to reuse the experiments continued with the desensitization of the nanoparticles The resultsof the adsorption process in the discontinuous system indicate that the optimum pH for removal ofheavy metals is about 6 because at pH less than 6 the absorption efficiency decreases and begins toprecipitate at pH above 6 heavy metal salts The results also show that after 25 minutes about 50 40and 10 of lead copper and zinc have been adsorbed respectively After this time the steepness of theheavy metals concentration change is low so the optimal time for the adsorption of this number wasreported On the other hand the effects of factors such as the change in the concentration of heavymetals and the amount of nanoparticles have been investigated which indicate that these twocounteracting behaviors are different in the sense that the adsorption efficiency increases withincreasing the amount of nanoparticles and decreases with increasing concentrations of heavy metals Another result obtained in this study is the different selectivity of nanoparticles which tend to decreasethe adsorption of nanoparticles for lead copper and zinc due to the difference in their electronegativity The adsorption capacity for lead ions copper and zinc is 31 16 and 3 milligrams per gram of absorbent respectively In the fixed bed system due to the discontinuous part of the results the effect of twofactors on the amount of nanoparticles and the change in wastewater flow was investigated The resultsshowed that with increasing of discharge the adsorption efficiency decreased and with increase in theamount of nanoparticles the adsorption efficiency increased One of the important characteristics of theadsorption process is the possibility of recovery and reuse of the adsorbent An acid solution should beused for the desorption process of the nanoparticles Among existing acids Hydrochloric Acid it wasselected for availability and application in research In the discontinuous system experiments showedthat hydrochloric acid with a concentration of 0 007 molar and a volume of 150 milliliters was anappropriate restorer for the desorption of nanoparticles from three lead copper and zinc ions Afterrecovering concentrations and volumes of recovery successive adsorption and desorption cycles in thefixed bed system were investigated which indicated that for at least 5 consecutive cycles thehydrochloric acid as a reducing agent had the ability to completely restore the nanoparticle capacityKeywords Adsorption process heavy metals Zn lead and copper magnetic nanoparticles iron oxidenanoparticles fixed bed process desorption process
استاد راهنما :
نسرين اعتصامي
استاد داور :
احمد محب، حميد زيلويي
