پديد آورنده :
صالحي بيرگاني، طاهره
عنوان :
حذف سرب از محلول آبي توسط نانوكامپوزيت هاي بر پايه پلي(وينيل الكل)- آلژينات -بنتونيت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده كشاورزي
صفحه شمار :
پانزده، ۹۸ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهران شيرواني
استاد مشاور :
محمد ديناري
توصيفگر ها :
نانوكامپوزيت , پلي(وينيل الكل) , آلژينات , بنتونيت , سيستئين , سرب , جذب
استاد داور :
شمس اله ايوبي، سعيد اسلاميان
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/11/14
چكيده فارسي :
1 چكيده همزمان با رشد صنعتي و اقتصادي و توليد مواد شيميايي و تركيبات مختلف انواع آاليندهها و به ويژه فلزات سنگين و سمي به محيط زيست وارد شده اند از جمله سميترين و معمولترين فلزات سنگين سرب ميباشد كه از طرق مختلف مانند معدنكاري و فلزكاري به اكوسيستمهاي آبي وارد ميشود فرآيندهاي مختلفي براي حذف فلزات از محلولهاي آبي توسعه يافتهاند كه در ميان آنها جذب به دليل راندمان زياد سهولت دسترسي و هزينه كم براي حذف فلزات سنگين از محلول آبي از اهميت ويژهاي برخوردار است جاذبهاي متعددي نيز جهت حذف اين فلزات استفاده شدهاند جاذبهاي پليمري داراي ظرفيت زيادي براي جذب فلزات ميباشند اما استحكام فيزيكي مناسبي ندارند براي بهبود خواص فيزيكي و شيميايي و افزايش ظرفيت جذب مواد پليمري نانوذرات معدني مانند رسهاي سيليكاتي براي ساخت نانوكامپوزيتهاي پليمري به آنها اضافه ميگردند بعالوه براي افزايش و يا تقويت ويژگيهاي كاتاليزوري و خصوصيات جذبي رسهاي سيليكاتي ميتوان اين نانوذرات را با استفاده از تركيبات آلي همچون اسيدهاي آمينه اصالح نمود و سپس به ماتريس پليمري اضافه كرد در اين مطالعه به وسيله پليمرهاي پلي وينيل الكل و آلژينات كامپوزيت پلي وينيل الكل آلژينات سنتز گرديد همچنين براي بررسي اثر نانو ذرات بر خصوصيات جذبي آن اين كامپوزيت در حضور بنتونيت و بنتونيت اصالح شده با سيستئين نيز سنتز شد همچنين روشهاي SEM FT IR XRD XRF و TEM براي مشخصهيابي جاذبها مورد استفاده قرار گرفتند نتايج مشخصهيابي نشان داد كه اسيدآمينه سيستئين در فضاي بين اليهاي بنتونيت قرار گرفته و بنتونيت به وسيله اين اسيدآمينه اصالح شده است همچنين نانوكامپوزيتهاي بنتونيت پلي وينيل الكل آلژينات و سيستئين بنتونيت پلي وينيل الكل آلژينات با مخلوطي از ريزساختارهاي اينتركليت و اكسفوليت شده ايجاد گرديده است رفتار جذبي سرب به وسيله كامپوزيت پلي وينيل الكل آلژينات در حضور و عدم حضور بنتونيت و بنتونيت اصالح شده به وسيله آمينواسيد سيستئين براي حذف يون سرب از محلول آبي نيز با تغيير در غلظت اوليه سرب pH و زمان تماس بررسي شد مدلهاي فروندليچ النگموير كوبله كوريگان تمكين و دابينين رادشكويچ بر دادههاي جذب سرب برازش داده شد بر اساس نتايج تمامي مدلها داراي برازش خوبي بر دادههاي جذب سرب به وسيله جاذبهاي سنتز شده بودند با اين حال مدل النگموير در توصيف جذب سرب موفقتر از ساير مدلها بود حداكثر جذب پيشبيني شده از مدل النگموير براي به وسيله كامپوزيت پلي وينيل الكل آلژينات در حضور و عدم حضور بنتونيت وسيستئين بنتونيت به ترتيب 084 0 427 0 و 599 0 ميلي مول بر گرم به دست آمد شاخص ظرفيت جذب مدل فروندليچ نيز به ترتيب 875 0 979 0 و 93 1 بود حداكثر مقدار ظرفيت جذب اين يون براي هر سه جاذب در 5 pH رخ داد مطالعات سينتيك جذب سرب نيز در غلظت ثابت به مدت 9 ساعت انجام شد مدلهاي سينتيك شبه مرتبه اول شبه مرتبه دوم الوويچ پخشيدگي پاربوليك و تابع تواني براي توصيف دادههاي سينتيكي مورد استفاده قرار گرفتند باتوجه به نتايج حاصل از برازش تمامي مدلهاي سينتيكي مدت زمان رسيدن به تعادل 5 4 ساعت برآورد شد مدلهاي مختلف سينتيكي قادر به توصيف جذب سرب توسط هر سه جاذب بودند با اين حال مدل الويچ داراي بهترين توصيف بر دادههاي جذب سرب توسط هر سه جاذب بود در كل ميتوان اظهار داشت كه با افزودن بنتونيت و به ويژه بنتونيت اصالح شده بوسيله سيستئين به كامپوزيت پلي وينيل الكل آلژينات ظرفيت و سرعت جذب بسيار افزايش مييابد بنابراين ميتوان از نانوكامپوزيتهاي سنتز شده به عنوان جاذبهاي كارآمدي براي جذب سرب از محلولهاي آبي استفاده نمود كلمات كليدي نانوكامپوزيت پلي وينيل الكل آلژينات بنتونيت سيستئين سرب جذب
چكيده انگليسي :
99 Removal of Lead from Aqueous Solutions by Poly Vinyl Alcohol Alginate Bentonite Nanocomposites Tahere Salehi Birgani t salehi@ag iut ac ir January 14 2018 Department of Soil Science Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Mehran Shirvani Shirvani@cc iut ac ir Abstract With the rapid industrial and economic growth various pollutants particularly heavy metals have entered the environment Lead Pb is one of the most toxic and most common heavy metals in aquatic ecosystems and water resources Various processes have been developed to remove Pb and other metals from aqueous solutions among which sorption processes is particularly important due to its high efficiency ease of use and low costs Polymeric sorbents have great capacity to remove heavy metals from polluted waters but these sorbents have low physical and structural stabilities To improve the physical and chemical properties of polymeric sorbents and to increase their sorption capacity mineral nanoparticles such as layered silicates are added to the polymer matrix to develop polymer nanocomposites Moreover to enhance the catalytic properties and sorption properties of the silicate clays these mineral nanoparticles are modified using organic compounds such as amino acids before being added to the polymer matrix In this study poly vinyl alcohol alginate composites were synthesized in the presence of bentonite and bentonite modified with cysteine The synthesized composites were characterized using XRF XRD FT IR SEM and TEM methods Results showed that cysteine was penetrated into the interlayer space of bentonite Also the results confirmed that a bentonite poly vinyl alcohol alginate and a cysteine bentonite poly vinyl alcohol alginate nanocomposites have been synthesized with a mixture of intercalated and exfoliated microstructures Lead sorption isothermal behavior of the composites were studied as a function of initial Pb concentration pH and contact time Freundlich Langmuir Koble Currigan Temkin and Dubinin Radushkevich isotherm models were fitted to the Pb sorption data Based on the results all isothermal models have good fits to the Pb sorption data However the Langmuir model was superior in describing the data The maximum sorption capacity predicted from the Langmuir model for poly vinyl alcohol alginate composites in the presence and absence of bentonite and cysteine bentonite was 0 480 0 724 and 0 955 mmol g 1 respectively Effect of pH on sorption properties of the composites was also determined in the pH range of 2 to 9 The maximum Pb sorption capacity occurred for all three sorbents at pH 5 Kinetic studies of Pb sorption on the composites at constant Pb concentration and pH value were also performed during 9 hours Pseudo first order pseudo second order Elovich Parabolic diffusion and Power function models were used to describe the kinetic data According to the results the time of reaching the equilibrium was estimated to be 4 5 hours All kinetic models were able to describe the Pb sorption data by all the three sorbents however the Elovich model was superior It can be concluded that with the addition of bentonite and in particular cysteine modified bentonite to poly vinyl alcohol alginate composite the capacity and rate of Pb sorption significantly increases The nanocomposites synthesized in this study are suitable candidate sorbents for removal of Pb from aqueous solutions Keywords Nanocomposite Poly vinyl alcohol Alginate Bentonite Cysteine Lead Adsorption
استاد راهنما :
مهران شيرواني
استاد مشاور :
محمد ديناري
استاد داور :
شمس اله ايوبي، سعيد اسلاميان
