شماره راهنما :
1623 دكتري
پديد آورنده :
خرازي، سيده مريم
عنوان :
توليد و مشخصهيابي زغال زيستي و كربن فعال از پسماندهاي ليگنو سلولزي درخت نارون (Ulmus Umbraculifera) براي حذف سرب (II) و كروم (VI) از محلول هاي آبي
گرايش تحصيلي :
آلودگيهاي محيط زيست
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پنج، 108 ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
نوراله ميرغفاري، محسن سليماني
توصيفگر ها :
پسماندهاي گياهي , زيستتوده , تيمار شيميايي , تيمار حرارتي , كربن فعال , فلزات سنگين , جذب
استاد داور :
محمدمهدي امين، حميد زيلويي، محمد نعمتي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/04/23
رشته تحصيلي :
منابع طبيعي
دانشكده :
مهندسي منابع طبيعي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/06/29
چكيده فارسي :
چكيده بقاياي ليگنوسلولزي يكي از انواع پسماندها است كه ساليانه به مقدار زياد در سراسر جهان از منابع مختلف مانند هرس سرشاخههاي درختها و گياهان فضاي سبز توليد ميشود در اين مطالعه كربن فعال از ضايعات ليگنوسلولزي حاصل از هرس درخت نارون Ulmus Umbraculifera با دو ماده فعالساز هيدروكسيد پتاسيم و كلريد روي در شرايط مختلف از نظر دماي كربونيزاسيون و نسبت اختالط تهيه شد سپس كربنهاي فعال بهينه با توجه به آزمايش پيوسته جذب سرب II و كروم VI انتخاب شدند بهمنظور ارتقا ظرفيت جذب كربنهاي فعال انتخاب شده اين كربنها به روش تيمار حرارتي اصالح شدند در روش تيمار حرارتي كربن فعال سنتز شده با استفاده از روشي ساده و كارا ابتدا با آب 08 درجه سانتيگراد تيمار شده و سپس در معرض تنش حرارتي با شستشوي پيوسته با آب گرم 59 درجه سانتيگراد و آب سرد 2 درجه سانتيگراد قرار گرفت مشخصهيابي كربنهاي فعال سنتز شده با استفاده از اسپكتروسكوپي مادون قرمز تبديل فوريه همدماهاي جذب و واجذب 2 N و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني انجام شد شبيهسازي تنش حرارتي با استفاده ازآزمايش عناصر محدود كه با استفاده از نرم افزار آباكوس انجام شد نشان داد كه تغييرات سريع دمايي ميتواند از طريق ايجاد منافذ بيشتر موجب افزايش تخلخل كربن فعال شود سطح ويژه پس از تيمار حرارتي كربن فعال شده با هيدروكسيد پتاسيم از 564 تا 5801 مترمربع بر گرم افزايش يافت در نتيجه حداكثر ظرفيت جذب سرب II از 82 98 ميليگرم بر گرم به 65 232 ميليگرم بر گرم و حداكثر ظرفيت جذب كروم VI از 81 57 ميليگرم بر گرم به 36 311 ميليگرم بر گرم افزايش يافت پس از آن كربن فعال تيمار شده به روش حرارتي به دو روش ديگر نيز اصالح شدند تيمار شيميايي كربن فعال و پيشتيمار زيستتوده براي انجام تيمار شيميايي كربن فعال انتخاب شده در روش حرارتي با استفاده از 6 ماده شيميايي و در شرايط مختلف اصالح گرديد نتايج نشان داد كه تيمار كربن فعال با اسيد نيتريك و كلريد كلسيم ظرفيت جذب كربن فعال را بهطور معنيداري بهترتيب براي سرب II تا 8 434 ميليگرم بر گرم و براي كروم VI تا 2 362 ميليگرم بر گرم افزايش داد پيشتيمار شيميايي زيستتوده نيز قبل از فرايند كربونيزاسيون و بهصورت خاكسترزدايي و همچنين اصالح با نمكهاي فلزي قليايي و قليايي خاكي انجام گرفت و سپس زيستتودههاي اصالح شده پيروليز شدند بر اساس نتايج خاكسترزدايي زيستتوده با استفاده از اسيد هيدروكلريك قبل از كربونيزاسيون نيز ظرفيت جذب كربن فعال را براي حذف كروم VI تا 76 981 ميليگرم بر گرم ارتقا داد همچنين تيمار زيستتوده خام با كلريد منيزيم قبل از فرايند كربونيزاسيون ظرفيت جذب سرب II كربن فعال توليد شده بهصورت چشمگيري تا 5 8241 ميليگرم بر گرم افزايش داد در مجموع نتايج اين پژوهش نشان داد كه پيشتيمار زيستتوده با كلريد منيزيم كربونيزاسيون آن با هيدروكسيد پتاسيم و در ادامه تيمار حرارتي اين كربن فعال بهترين كارايي را براي حذف سرب II نشان داد همچنين تيمار حرارتي كربن فعال شده با هيدروكسيد پتاسيم و در ادامه تيمار شيميايي آن با كلريد كلسيم بهترين كارايي را براي حذف كروم VI نشان داد نتايج اين پژوهش بيانگر پتانسيل پسماندهاي فضاي سبز بهمنظور توليد كربن فعال و تاثير قابلتوجه تيمار آن درارتقاي توانايي جذب فلزات سنگين سرب II و كروم VI از محيطهاي آبي ميباشد كلمات كليدي پسماندهاي گياهي زيستتوده تيمار شيميايي تيمار حرارتي كربن فعال جذب فلزات سنگين
چكيده انگليسي :
Production and Characterization of Biochar and Activated Carbon from Lignocellulosic Waste of Elm Tree Ulmus Umbraculifera for Lead II and Chromium VI Removal from Aqueous Solutions Seyyedeh Maryam Kharrazi m kharrazi@na iut ac ir June 06 2020 Department of Natural Resources Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree Ph D Language PersianDr Nourollah Mirghaffari mnorolah@iut ac irDr Mohsen Soleimani m soleimani@iut ac irAbstractLignocellulosic wastes are one of the widespread organic waste produced annually throughoutthe world from various sources such as the pruning of tree branches and green space plants This research represents the synthesis and modification process of activated carbon from Elm Ulmus Umbraculifera tree waste by chemical activation potassium hydroxide and zincchloride in different ratio and carbonization temperatures for the removal of Pb II and Cr VI from wastewaters As evident from literature modification of powdered activated carbon isconsidered as an effective process to enhance its adsorptive characteristics Therefore theprepared activated carbons were treated by a novel and green method using thermal treatmentby successive washing with 80 C and then subjected to thermal tension by continuouswashing with hot water 95 C and cold water 2 C The activated carbons were characterizedby Fourier transform infrared spectroscopy N2 adsorption desorption isotherms andscanning electron microscopy The simulation of thermal stress using a finite element analysisimplied that the quick temperature changes may cause the formation of cracks leading toenhancement of porosity The BET surface area was increased from 465 to 1085 m2 g afterthermal modification of activated carbon The maximum Pb II adsorption capacity wasincreased from 89 28 to 232 56 mg g and the maximum Cr VI adsorption capacity wasincreased from 75 18 to 113 63 mg g Subsequently the thermal tension treated activatedcarbon was treated in two other methods chemical treatment of activated carbon and biomasspretreatment of biomass For chemical treatment the activated carbon was modified using sixchemicals under four different conditions The results demonstrated that the treatment ofactivated carbon with respectively HNO3 and CaCl2 significantly increased the adsorptioncapacity of activated carbon for Pb II up to 434 8 mg g and for Cr VI up to 262 2 mg g Chemical pretreatment of biomass was also conducted before the carbonization processthrough deashing and also modification with alkali and alkaline earth metal salts According tothe results biomass deashing using HCl before carbonization also increased the adsorptioncapacity of activated carbon to remove Cr VI up to 189 67 mg g Also the treatment ofbiomass with MgCl2 before the carbonization process remarkably increased the Pb II adsorption capacity of activated carbon up to 1428 5 mg g Consequently the results indicatedthat biomass pretreatment with MgCl2 carbonization with KOH and subsequently thermaltreatment of this activated carbon showed the best performance for Pb II removal Also KOH
استاد راهنما :
نوراله ميرغفاري، محسن سليماني
استاد داور :
محمدمهدي امين، حميد زيلويي، محمد نعمتي
