شماره مدرك
21298
شماره راهنما
18231
پديد آورنده
شهمرادزاده، محمدمهدي
عنوان
تهيه نانوكامپوزيت آئروژل سلولزي/MIP202 به روش برون جا و بررسي قابليت آن در حذف رنگ متيل ويولت از محلول هاي آبي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
نانوشيمي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1405
صفحه شمار
سيزده،83ص:مصور،جدول،نمودار
توصيفگر ها
نانوكامپوزيت , آئروژل سلولزي , MIP202 , چارچوب فلز-آلي , متيل ويولت
تاريخ ورود اطلاعات
1405/07/15
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
شيمي
دانشكده
شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/07/18
كد ايرانداك
23259736
چكيده فارسي
در اين پژوهش، نانوكامپوزيت آئروژل سلولزي/ چارچوب فلز-آلي به نام MIP202(Zr) بهمنظور حذف رنگ كاتيوني متيل ويولت از محلولهاي آبي سنتز و عملكرد آن بهعنوان جاذب بررسي شد. تشكيل و ويژگيهاي ساختاري، مورفولوژيكي و سطحي نانوكامپوزيت با استفاده از آزمونهاي طيفسنجي مادون قرمز تبديل فوريه، پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني، جذب-واجذب نيتروژن و طيفسنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس و نقشهبرداري توزيع عناصر مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج اين آناليزها تشكيل موفق نانوكامپوزيت و توزيع مناسب اجزاي تشكيلدهنده آن را تأييد كرد. در ادامه، اثر پارامترهاي مختلف شامل pH، دما، زمان تماس، مقدار جاذب و غلظت اوليه رنگ بر فرآيند جذب بررسي شد. شرايط بهينه جذب در pH برابر 8، غلظت اوليه رنگ 1000 ميليگرم بر ليتر، مقدار جاذب 5 ميليگرم، زمان تماس 12 ساعت و دماي 45 درجه سانتيگراد بهدست آمد. در اين شرايط، راندمان حذف متيل ويولت 6/79 و ظرفيت جذب 796 ميليگرم بر گرم محاسبه شد. بررسي مدلهاي ايزوترمي نشان داد كه دادههاي تجربي بيشترين تطابق را با مدل ردليچ–پترسن دارند كه بيانگر رفتار جذب تركيبي شامل ويژگيهاي جذب تكلايهاي و چندلايهاي بر روي سطح ناهمگن جاذب است. همچنين، مطالعات سينتيكي نشان داد كه مدل الوويچ بهترين برازش را براي توصيف فرآيند جذب ارائه ميدهد. بررسيهاي ترموديناميكي نشان داد كه افزايش دما موجب بهبود فرآيند جذب شده و جذب ماهيتي گرماگير دارد. ارزيابي قابليت استفاده مجدد جاذب طي سه چرخه جذب–واجذب در دماي محيط نشان داد كه راندمان حذف از 65 درصد در چرخه اول به 25 درصد در چرخه سوم كاهش يافت كه ميتواند به دليل واجذب ناقص رنگ و كاهش تدريجي سايتهاي فعال جذب باشد. در مجموع، نانوكامپوزيت سنتزشده به دليل ظرفيت جذب بالا و عملكرد مناسب در حذف رنگ متيل ويولت، ميتواند بهعنوان يك جاذب مؤثر براي تصفيه پسابهاي رنگي مورد توجه قرار گيرد.
چكيده انگليسي
In this study, a cellulose aerogel/ MIP-202 nanocomposite was synthesized for the removal of cationic methyl violet dye from aqueous solutions, and its adsorption performance was evaluated. The formation, structural, morphological, and surface properties of the nanocomposite were investigated using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), nitrogen adsorption–desorption analysis, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and elemental mapping. The obtained results confirmed the successful formation of the nanocomposite and the appropriate distribution of its constituent components. Subsequently, the effects of various parameters, including pH, temperature, contact time, adsorbent dosage, and initial dye concentration, on the adsorption process were studied. The optimum adsorption conditions were obtained at pH 8, an initial dye concentration of 1000 mg L⁻¹, an adsorbent dosage of 5 mg, a contact time of 12 h, and a temperature of 45 °C. Under these conditions, the removal efficiency and adsorption capacity of methyl violet were calculated to be 79.6% and 796 mg g⁻¹, respectively. The adsorption isotherm analysis revealed that the experimental data were best fitted by the Redlich–Peterson model, indicating a hybrid adsorption behavior involving both monolayer and multilayer adsorption characteristics on a heterogeneous surface. Furthermore, kinetic studies demonstrated that the Elovich model provided the best fit for describing the adsorption process. Thermodynamic investigations showed that increasing temperature enhanced the adsorption process, confirming the endothermic nature of adsorption. The reusability evaluation of the adsorbent over three adsorption–desorption cycles showed that the removal efficiency decreased from 65% in the first cycle to 25% in the third cycle, which could be attributed to incomplete dye desorption and the gradual reduction of available active adsorption sites. Overall, the synthesized nanocomposite, owing to its high adsorption capacity and effective performance in methyl violet removal, can be considered a promising adsorbent for the treatment of dye-contaminated wastewater.
استاد راهنما
محمد ديناري , سياوش كاظمي موحد
استاد داور
حسين توكل , معصومه جديدي نژاد