پدر بزرگوار وصبورم
و مادر مهربان وفداکارم
دو ستاره هميشه در خشان
که آفتاب وجودشان را در هيچ
آسماني نخواهم يافت
وبرگ برگ اين دفتر ثمره زحمات آنهاست

وتقديم به خواهران عزيز و آروين خوبم

که شريک لحظه ‌هاي تلخ و شيرين زندگيم بودند

تقدير وتشکر
سپاس خداوند بي ‌همتا که رحمت وبخشندگي خود را از من در تمام مراحل زندگيم دريغ ننمود.اکنون که با لطف و عنايت پروردگار مرحله ‌اي ديگر از زندگيم را پشت سر گذاشته ام برخود لازم مي‌دانم از تمام کساني که در پيمودن اين مرحله مرا ياري نموده ان.قدر داني نمايم.
از استاد راهنماي فرهيخته و فرزانه ام، سرکار خانم پروفسور طيبه مدرکيان که با نکته هاي دلاويز وانديشمندانه اشان همواره راهنما و راه گشاي اينجانب در اتمام واکمال اين پايان نامه بوده است بسيار سپاسگزارم.
از استاد مشاور بزرگوارم جناب آقاي پروفسور افخمي که گره گشاي مشکلات پايان نامه بودندو همواره از راهنمايي‌ها و محضر علمي شان بسيار بهره بردم تشکر مي‌نمايم.
از اساتيد بزرگوارم جناب آقاي پروفسور نعمت اللهي و دکتر هاشمي که زحمت قرائت وداوري اين پايان نامه را برعهده داشتندبي نهايت سپاسگزارم.
ازمعلم غزيزم جناب آقاي يدالله زادپور که در طول مراحل مختلف تحصيلم مرا صميمانه و مشفقانه ياري نمودند و جود برکتشان همواره پر از درس هاي علم و اخلاق براي اينجانب بوده است صميمانه سپاسگزارم و براي ايشان و خانواده محترم شان آرزوي سلامتي و شادکامي روز افزون دارم.
از تمامي دوستان عزيزم در خوابگاه و آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي شيمي تجزيه،شيمي آلي وشيمي کاربردي سپاسگزارم
دانشگاه بوعلي سينا
مشخصات رساله/پايان نامه تحصيلي
عنوان:
حذف فلزات سنگين از فاضلاب‌هاي صنعتي با استفاده از نانو ذرات مگهمايت اصلاح شده با پليمرهاي سنتزي جديد
نام نويسنده: برهان زادپور
نام استاد/اساتيد راهنما: پروفسور طيبه مدرکيان
نام استاد/اساتيد مشاور: پروفسور عباس افخمي
دانشكده: شيمي
گروه آموزشي: شيمي تجزيه
رشته تحصيلي: شيمي
گرايش تحصيلي: شيمي تجزيه
مقطع تحصيلي: کارشناسي ارشد
تاريخ تصويب پروپوزال: 30/7/1391
تاريخ دفاع: 6/7/1392
تعداد صفحات:96

چكيده:
اين پروژه در دو بخش کلي خلاصه شده است. در بخش اول نانوذرات مگهمايت اصلاح شده با پليمر هايي ساخته شده از مونومر مرکاپتو اتيل آمين سنتز شد. نانوذرات سنتز شده به صورت کامل باتکنيک هاي FT-IR, XRD و TEM مشخصه يابي شد. تاثير پارامترهايي همچونpH ، مقدار جاذب و زمان تماس براي به دست آمدن شرايط بهينه جذب سطحي بررسي شد. فرايند جذب سطحي يونها از هر دو نقطه نظر تعادلي و سينتيکي به طور کامل مطالعه شد. MAMNPs تمايل بالايي به يون‌هاي فلزي مورد بررسي نشان داد. در اين موردAg(I) Hg(II)Pb(II) Cd(II)، به دليل اينکه سهم بيشتري از سطح جاذب درگير مي‌باشد. نتايج نشان داد نانو ذرات جديد براي حذف يون هاي مورد مطالعه مفيد و مناسب مي باشد، و ظرفيت جذبي بالاي اين نانوذرات آنهارا گزينه ي مناسبي براي حذف فلزات سنگين از نمونههاي آب مي سازد.
در قسمت دوم حذف و اندازه گيري اسپکترومتري جذب اتمي شعله يون جيوه از محلول هاي آبي با استفاده از نانوذرات اصلاح شده با پليمر قالب يوني مورد تحقيق قرار گرفت. ابتدا يون جيوه روي نانوذره مگهمايت اصلاح شده جذب سطحي شد .يون‌هاي جذب سطحي شده سپس با حجم کمي از شوينده واجذب شد و به صورت اسپکترومتري اندازه گيري شد. منحني کاليبراسيون در گستره ng mL-10/1000-0/20 و براي حجم mL200 خطي بود، معادلهي کاليبراسيون 0091/0 + C4-09/1 A= با ضريب همبستگي 9948/0 به دست آمد. حد تشخيص روش براي يون جيوه ng mL-1 1/4 و فاکتور رقت براي اين روش 100 به دست آمد.
واژههاي کليدي: حذف ، نانو ذره مگهمايت، پليمر قالب يوني، سرب، جيوه، کادميوم، نقره، سينتيک، اندازه‌گيري، اسپکتروسکوپي جذب اتمي شعله

1-1-مقدمه 3
1-2- ماهيت مغناطيسي نانوذرات 3
1-3- از جمله کاربردهاي نانوذرات ميتوان به موارد زير اشاره کرد 5
1-4- نانو ذرات مغناطيسي اکسيد آهن 7
1-5- روشهاي سنتز نانوذرات مغناطيسي 8
1-5-1- روش همرسوبي 8
1-6- روشهاي مشخصه يابي نانو ذرات 10
1-7- محافظت و پايدار كردن نانو ذرات مغناطيسي 12
1-8- استفاده از نانو ذرات مغناطيسي به عنوان فاز جامد 14
1-9- مكانيسم برهم كنش آناليت – جاذب 16
1-10- فلزات سنگين و اهميت زيست محيطي آنها 17
1-11- مروري بر برخي روشهاي گزارش شده براي حذف فلزات سنگين 19
1-12- قالب زني يوني 20
1- 12-1- روش پيش آرايشي 20
1-12-2- روش خود تجمعي 21
الف
1-13-1 – انتخاب آناليت هدف 22
1-13-2- مونومر عاملي 22
1-13-3- شبكه ساز 23
1-13-4- حلال 23
1-13-5- آغاز كننده ها 24
1-14- مروري بر برخي روش‌هاي گزارش شده براي اندازه‌گيري جيوه(II) 24

فصل دوم: کارهاي تجربي
2- 1- مقدمه 28
2-2- مواد شيميايي و محلول هاي مورد استفاده 28
2-3- دستگاههاي مورد استفاده 29
2-4- سنتز نانو ذرات آهن 30
2-5- سنتز پليمر (MAMNPs) 30
2-6- تعيين خصوصيات جاذب 31
2-7- سنتز نانو ذرات مگنتيت پوشش داده شده با سيليکا 35
ب
2-8- سنتز IIP 36
2-9- تعيين خصوصيات جاذب 37
2-10-تعيين ظرفيت جاذب به وسيله ايزوترمهاي جذب سطحي 41
2-10-1- ايزوترم لانگموير 41
2-10-2- ايزوترم فروندليچ 42
2-10-3- ايزوترم لانگموير- فروندليچ (سيپس) 43
2-10-4- ايزوترم ردليچ-پيترسون 43
2-11- مدلهاي سينتيکي سيستمهاي جذب سطحي 44
2-11-1- سينتيک جذب سطحي 45
2-11-1-1- معادله سرعت شبه مرتبه اول 45
2-11-1-2- معادله سرعت شبه مرتبه دوم 46

فصل سوم: نتايج وبحث

3-1-1- مقدمه 51
3-1-2- مطالعات جذب سطحي فلزات 52
پ
3-1-3- بررسي اثر متغيرها و بهينه سازي شرايط آزمايش 53
3-1-3-1- بررسي اثر pH 53
3-1-3-2- تعيين pH نقطه صفر IIP 56
3-1-3-3- بررسي اثر مقدار جاذب 57
3-1-3-4- اثر زمان به همزدن 58
3-1-3-5- واجذب يون‌هاي فلزات از روي نانو ذرات اصلاح شده 59
3-1-3-6- بررسي زمان واجذب 60
3-1-3-7- تعيين ظرفيت جاذب به وسيله ايزوترمهاي جذب سطحي 60
3-1-3-8- مطالعات سينيتيکي حذف فلزات 64
3-1-4- بحث و نتيجه گيري 66
3-2-1-مقدمه 68
3-2-2- مطالعات جذب سطحي و واجذب 68
3-2-3- بهينه سازي شرايط اندازه گيري يون جيوه (II) 69
3-2-3-1- اثر pH 69
3-2-3-2- اثر مقدار جاذب 70
3-2-3-3- اثر زمان تماس 71
ت
3-2-3-4- تعيين ظرفيت جاذب به وسيله ايزوترمهاي جذب سطحي 72
3-2-3-5- واجذب جيوه(II) از روي IIP 75
3-2-3-6- بررسي زمان واجذب 75
3-2-3-7- بررسي ميزان گزينش پذيري IIPنسبت به جيوه(II) 76
3-2-3-8- مطالعات سينيتيکي حذف يون جيوه(II) به وسيله IIP و NIP 77
3-2-3-9- بررسي اثر حجم نمونه بر جذب سطحي 78
3-2-4- مشخصات تجزيهاي و کاربردها 79
3-2-5-آماده سازي نمونه حقيقي 80
3-2-6- بحث و نتيجه گيري 81

ث
جدول (2-1)، طيف هاي IR 33
جدول (2-2)، اطلاعات استخراج شده از طيف هاي IR 40
جدول(2-3)، مدل هاي ايزوترمي و معادله هاي خطي و غير خطي آنها 44
جدول(2-4) فرم خطي و غير خطي معادلات سنتيک جذب سطحي 47
جدول (3-1-1)، واجذب يون ‌هاي فلزي نقره، جيوه، کادميوم و سرب از روي نانو ذره 59
جدول (3-1-2)، پارامترهاي مختلف روابط ايزوترمها 62
جدول(3-1-3)، مقايسه ظرفيت چند جاذب براي جذب سطحي يون‌هاي مورد بررسي 63
جدول (3-1-4)، آناليز داده‌هاي سينتيکي 64
جدول (3-2-1)، پارامترهاي مختلف روابط ايزوترمها و ضريب همبستگي (r) و درصد خطا 74
جدول (3-2-2)، واجذب يون فلزي جيوه از روي IIP 75
جدول (3-2-3)، آناليز داده‌هاي سينتيکي 77
جدول(3-2-4)، مشخصات تجزيه اي روش براي اندازه گيري جيوه 80
جدول(3-2-5)، نتايج تجربي براي نمايش توانايي روش پيشنهادي 81
جدول (3-2-6)، مقايسه حد تشخيص روشهاي مختلف براي اندازه گيري جيوه 82

ج

شکل (1-1)، مکانيسم تشکيل نانوذرات مگنتيت 10
شکل(1-2)، شمايي از پايدار کردن نانوذرات مغناطيسي وعامل دار کردن سطح آنها 14
شکل (1-3)، شمايي از از فرايند جداسازي با استفاده از نانو ذرات مغناطيسي آهن 16
شکل (2-1)، سنتز نانو‌ذره MAMNPs 31
شکل(2-2)، الگوي XRD مربوط به MAMNPs 32
شکل (2-3 )، الگوي TEM مربوط به (a) MNPs، MAMNPs (b) 32
شکل (2-4)، طيف IR مربوط بهa) MNPs ، b) مونومر مرکاپتو اتيل آمين،c ) MAMNPs 33
شکل (2-5)، مراحل سنتز IIP 37
شکل (2-6 )، الگوي TEM مربوط به IIP 38
شکل (2-7)، الگوي XRD مربوط به IIP 38
شکل (2-8)، طيف IR مربوط به a)MNPs ، b)Fe2O3@SiO2 ، c) مونومر مرکاپتو اتيل آمين…40 .شکل (3-1-1)، مکانيسم جذب فلزات توسط نانوذره MAMNPs 56
شکل (3-1-2)، در صد حذف يون هاي فلزي pHهاي مختلف: 55
شکل(3-1-3)، پتانسيل زتا درpH هاي مختلف براي IIP 56
شکل( 3-1-4)، درصد حذف يون‌‌هاي فلزي در مقادير متفاوت جاذب 57
شکل(3-1-5)، درصد حذف يون‌هاي فلزي در زمان‌هاي متفاوت. 58
چ
شکل

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید