• شماره مدرك
    21027
  • شماره راهنما
    2471 دكتري
  • پديد آورنده

    تديني، نيره السادات

  • عنوان

    تهيه و مشخصه‌يابي كامپوزيت‌ها و بيوكامپوزيت هاي پليمري متخلخل از مواد اوليه در دسترس و زيست توده‌ به منظور حذف آلاينده‌هاي متيلن بلو، دايركت اسكارلت، سرب و كرم

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • گرايش تحصيلي
    آلي
  • محل تحصيل
    اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
  • سال دفاع
    1404
  • صفحه شمار
    چهارده، 186 ص.: مصور، جدول، نمودار
  • توصيفگر ها

    پليمر آلي متخلخل , پيوند شيف باز , هيدروچار , جذب رنگ , جذب فلز كروم و سرب

  • تاريخ ورود اطلاعات
    1405/02/18
  • كتابنامه
    كتابنامه
  • رشته تحصيلي
    شيمي
  • دانشكده
    شيمي
  • تاريخ ويرايش اطلاعات
    1405/02/19
  • كد ايرانداك
    23216071
  • چكيده فارسي
    در اين رساله، مجموعه‌اي از مواد جاذب متخلخل براي ارزيابي تأثير گروه‌هاي عاملي و طراحي ساختار بر عملكرد جذب سنتز شدند. بدين منظور سه پليمر آلي متخلخل از طريق تشكيل شبكه آلي كووالانسي و يك جاذب كامپوزيتي از تركيب هيدروچار و آلژينات توسعه داده شد. در تمام جاذب‌هاي تهيه شده انتخاب مواد دردسترس و زيست سازگار در اولويت بود. با هدف تهيه كامپوزيت هاي پليمري متخلخل به منظورحذف آلاينده هاي آلي و معدني، ابتدا پليمر آلي متخلخل متشكل از سيانوريك كلريد و ملامين بر روي نانوذرات مغناطيسي پوشش داده شده با سيليكا سنتز شد. اين كامپوزيت كه در آن نانوذرات مغناطيسي مانند هسته و پليمرآلي كوالانسي تري‌آزيني تشكيل شده بر آن مانند گلبرگ در اطراف هسته قرار گرفته است. جاذب پس از شناسايي و مشخصه يابي، جهت بررسي حذف رنگ دايركت اسكارلت مورد بررسي قرار گرفت. بررسي ها نشان داد كه حداكثر ظرفيت جذب براي اين تركيب برابر باmg/g 28/215 و جاذب از ايزوترم كوندا پيروي ميكند. سينتيك جذب نيز از مدل هاي فراكتال مانند شبه مرتبه nام، دوانلد-وانگر و معادله مرتبه مختلط فراكتال مانند پيروي كرده و بازيابي جاذب نشان دهنده جذب شيميايي و فيزيكي در چرخه بازيابي اول و جذب فيزيكي در چرخه هاي بعدي است. در ادامه به منظور تهيه جاذبي سازگار با محيط زيست، پس از فرايندهاي كربني‌كردن هيدروترمال و هيوميكي كردن هيدروترمال زيست توده تفاله هويج، هيدروچار حاصل از اين فرايند‌ها جداسازي شد و از كامپوزيت هيدروچارها و آلژينات، مهره‌هايي در محلول كلسيم كلريد تهيه شد. اين مهره‌ها نيز پس از شناسايي و مشخصه‌يابي به جهت بررسي حذف رنگ متيلن بلو مورد بررسي قرار گرفت. بررسي ها نشان داد كه حداكثر ظرفيت جذب براي اين مهره ها در حدود mg/g00/580 و جاذب از ايزوترم ردليچ-پترسون پيروي ميكند. سينتيك جذب نيز از معادله الوويچ پيروي كرده و بازيابي جاذب نشان دهنده كاهش مقدار قابل توجهي از راندمان حذف جاذب در هر مرحله بازيافت مي‌باشد. به منظور استفاده از بيوپليمرها و بررسي عملكرد آنها به عنوان پليمرهاي آلي كوالانسي، در پروژه بعدي، با اكسيد كردن كربوكسي متيل سلولز و ايجاد آلدهيد، به وسيله پارااكسي‌دي‌آنيلين پليمر آلي متخلخل ايميني سنتز شد . تهيه پليمر آلي متخلخل ايميني با دو روش متفاوت در حضور پارافرمالدهيد و در شرايط رفلاكس مورد مقايسه قرار گرفت. بررسي ها نشان داد كه پليمر به دست آمده به صورت انتخابي در حذف سرب موثر است و حداكثر ظرفيت جذب براي اين جاذب برابر با mg/g00/67 براي تركيب تهيه شده از طريق رفلاكس است. اين جاذب از ايزوترم كوندا و سينتيك جذب نيز از معادله شبه مرتبه دوم پيروي كرد. براي جاذب تهيه شده در حضور پارافرمالدهيد حداكثر ظرفيت جذب برابر باmg/g50/33 بود و از ايزوترم جوانوويك تك لايه و سينتيك الوويچ پيروي كرد. بررسي ترموديناميكي هر دو جاذب نشان دهنده گرماده بودن جذب بود. در پروژه بعدي بررسي عملكرد بيوپليمر نشاسته ذرت اكسيد شده كه با 6،2-دي‌آمينوپيريدين از طريق واكنش شيف باز تشكيل پليمر آلي متخلخل ايميني مي‌دهد در حذف انتخابي كرم (VI) مورد بررسي قرار گرفت. جاذب تهيه شده حداكثر ظرفيت جذب برابر با mg/g/103 را نشان داد. جاذب از ايزوترم لانگموير و سينتيك جذب نيز از الوويچ پيروي كرد.همچنين بررسي‌هاي ترموديناميكي گرماده بودن جذب را نشان داد.
  • چكيده انگليسي
    In this thesis, a series of porous adsorbent materials were synthesized to eva‎luate the impact of functional groups an‎d structural design on adsorption performance. To this end, three porous organic polymers were developed through the formation of covalent organic networks, an‎d a composite adsorbent was developed by combining hydrochar an‎d alginate. In all prepared adsorbents, the selec‎tion of accessible an‎d biocompatible materials was prioritized. With the aim of preparing porous polymer composites for the removal of organic an‎d inorganic pollutants, first, a porous organic polymer composed of cyanuric chloride an‎d melamine was synthesized on silica-coated magnetic nanoparticles. In this composite, the magnetic nanoparticles act as the core, an‎d the triazine covalent organic polymer formed on them is arranged like petals around the core. After identification an‎d characterization, the adsorbent was investigated for the removal of Direct Scarlet dye. Investigations showed that the maximum adsorption capacity for this compound is 215.28 mg/g, an‎d the adsorbent follows the Konda isotherm. Adsorption kinetics also followed fractal models such as the pseudo-nth order, Dovan‎d-Vangar, an‎d fractal mixed-order equation, an‎d adsorbent recovery indicated chemical an‎d physical adsorption in the first recovery cycle an‎d physical adsorption in subsequent cycles. Subsequently, to prepare an environmentally friendly adsorbent, hydrochar was separated from carrot pulp biomass after hydrothermal carbonization an‎d hydrothermal humification processes. Beads were then prepared in a calcium chloride solution from a composite of the hydrochars an‎d alginate. These beads were also investigated for the removal of Methylene Blue dye after identification an‎d characterization. Investigations showed that the maximum adsorption capacity for these beads is approximately 580.00 mg/g, an‎d the adsorbent follows the Redlich-Peterson isotherm. Adsorption kinetics followed the Elovich equation, an‎d adsorbent recovery indicated a significant decrease in the removal efficiency of the adsorbent at each recycling stage. In order to use biopolymers an‎d investigate their performance as covalent organic polymers, in the next project, a porous imine organic polymer was synthesized by oxidizing carboxymethyl cellulose to create aldehydes, using p-phenylenediamine. The preparation of the porous imine organic polymer was compared using two different methods: in the presence of paraformaldehyde an‎d under reflux conditions. Investigations showed that the obtained polymer is selec‎tively effective in lead removal, an‎d the maximum adsorption capacity for this adsorbent is 67.00 mg/g for the compound prepared via reflux. This adsorbent followed the Konda isotherm, an‎d adsorption kinetics followed the pseudo-second-order equation. For the adsorbent prepared in the presence of paraformaldehyde, the maximum adsorption capacity was 33.50 mg/g, an‎d it followed the Jovanovic monolayer isotherm an‎d Elovich kinetics. Thermodynamic investigations of both adsorbents indicated that the adsorption was exothermic. In the next project, the performance of oxidized corn starch biopolymer, which forms a porous imine organic polymer with 2,6-diaminopyridine via the Schiff base reaction, was investigated for the selec‎tive removal of Chromium (VI). The prepared adsorbent showed a maximum adsorption capacity of 103 mg/g. The adsorbent followed the Langmuir isotherm, an‎d adsorption kinetics followed the Elovich equation. Furthermore, thermodynamic investigations indicated the exothermic nature of the adsorption.
  • استاد راهنما
    محمد ديناري
  • استاد مشاور
    غلامحسين محمدنژاد شيرازي
  • استاد داور
    حسين توكل , عليرضا نجفي چرمهيني , غلامعلي كوهمره