پایان نامه ارشد بررسی شرایط بهینه جذب فلزات نیکل و روی با استفاده نانو سیلیکاژل عاملدار شده با هیستیدین

دانلود

چکیده:
آلودگي خاك و تجمع فلزات سنگين در محصولات كشاورزي در مناطق صنعتي يكي از مهم ترين مسايل زيست محيطي است كه زندگي گياهان، حيوانات و انسان را تهدید مي نمايد . نيکل و روی يکي از این فلزات سنگين هستند که در فاضلابهاي صنعتي به وفـور يافت مي شود هدف از انجام این پژوهش جذب فلزات نیکل و روی با استفاده از نانوسیلیکای عاملدار شده با گروه آمینه ، بررسی شرایط بهینه و ایزوترم های جذب این فلزات می باشد خواص ساختاري و اندازةذرات،نانوذرات سنتز شده با استفاده ازمیکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) بررسی گردید. به همین منظور در این آزمایش فلز نیکل و روی در pH های 3 تا 11 ، مقدار جاذب 1 ،7/0 ، 5/0 و 2/0 در غلظت های 2ppm،5ppm،10ppm،20ppm،30ppmو40ppm و زمان تماس 60 ، 120 ، 180 ، 240 دقیقه با جاذب مورد آزمایش قرار گرفته اند. بررسی مقدار جذب نیکل و روی به وسیله دستگاه جذب اتمی انجام شده است که طبق بررسی های انجام شده محلول آبی نیکل در pH=7/5 با غلظت 20ppm و مقدار 0/7 gr جاذب نانو سیلیکاژل عاملدار شده با هیستیدین برای طی زمان 240 دقیقه بیشترین مقدار جذب را داشته( این مقادیر برای روی به ترتیب برابر 7 ، 20ppm ، 0/5gr و 240 دقیقه است) که از هر دو ایزوترم لانگمویر و فروندلیچ پیروی می کند . نتایج آزمایشات انجام شده نشان داده است که جاذب نامبرده توانایی بالایی در جذب این فلزات از محلول های آبی دارد در نتیجه می توان از آن به عنوان یک جاذب خوب برای تصفیه فاضلاب و جلوگیری از آلودگی محیط زیست استفاده کرد.
مقدمه
افزايش جمعيت جهان و تامين آب بهداشتي مورد نياز مردم به يكي از مشكلات اساسي جهان امروز تبديل شده و توسعه صنايع و توليد فاضلاب هاي داراي تركيبات سمي و پيچيده، كاربرد فرآيندهاي متداول تصفيه فاضلاب را محدود و در برخي موارد ناتوان كرده است.رها سازي فلزات سنگين به محيط زيست به دليل سميت و پايداري آنها در محيط باعث افزايش خطرات براي سلامتي و محيط زيست مي گردد. [1]استخراج فلزات از معادن و کاربرد گسترده فلزات سنگین در صنایع باعث شده است که غلظت این فلزات در آب، فاضلاب، هوا و خاك بیشتر از مقادیر زمینه اي افزایش پیدا کند.[2]
متداولترين فلزات سنگين يافت شده در فاضلابها، سرب، مـس، روي، كـادميم، كـروم و نيكـل هستند كه اين گونه فلزات به دليل سميت و عدم تخريب زيسـتي نـه تنها براي گياهان و حيوانات بلكه براي انسانهـا هـم ايجـاد مشـكل كرده و ميتوانند در بافتهاي زنده و در نهايت در زنجيره غذايي تجمع حاصل كنند[3].
شناسایی و پاکسازی مواد شیمیایی سمی٬ امری کلیدی در حفاظت محیط زیست است. فلزات سنگین از جمله آلاینده های سمی هستند که به شدت برای ارگانیسمهای زنده و محیط زیست خطرناک هستند. تحقیقاتی که روی اثرات سمی فلزات سنگین ارائه شده است٬ تایید می کنند که این فلزات می توانند مستقیما با مختل کردن عوامل مغزی و عصبی بر رفتارها اثر بگذارند و سیستمهایی مانند سیستم گوارشی٬ اعصاب مرکزی٬ تولید مثل را با مشکل مواجه کنند. روشهای مختلفی برای جداسازی فلزات سنگین از پسابهای صنعتی ارائه شده است٬ وه می توان به ترسیب شیمیایی٬ انعقاد و فلوکولاسیون٬ فیلتر غشایی٬ تعویض یونی٬ تکنیکهای الکتروشیمیایی و عوامل شلاته کننده اشاره کرد. . از بین روشهای گفته شده٬ روش جذب سطحی به دلیل بازدهی بالا٬ سادگی٬ ارزان بودن جاذبها و در دسترس بودن انواع مختلف آنها در مقایسه با سایر روشها٬ روشی ساده و جالب توجه است. به علاوه امکان بازیافت فلزات خالص و نیز استفاده مجدد از جاذب از دیگر مزایای این روش می باشد. مهم ترین کاربرد این فرایند در تصفیه آب و پسابهای صنعتی است.
سنتز نانو سیلیکاژل با استفاده از یک روش مناسب و عامل دار کردن این ماده سنتز شده با گروههای عاملی آمین دار هیستیدین و جذب فلزات سنگین سرب و کادمیوم در شرایط بهینه٬ عوامل مهمی در بدست آوردن نتایج مطلوب است. در این پژوهش٬ نانو سیلیکاژل عامل دار شده به عنوان جاذب کاتیونهای فلزات سنگین از محلولهای آبی مورد استفاده قرار گرفت و تعیین شرایط بهینه جذب فلزات سنگین نامبرده شده با بررسی اثرات pH ٬ زمان تماس٬ مقدار جاذب و مقدار جذب شونده به عنوان پارامترهای موثر و کارایی مدلهای تعادلی جذب سرب و کادمیوم توسط جاذب عامل دار شده مورد بررسی واقع شد.
فرمت پایان نامه word
تعداد صفحات 128
 
1-1 مقدمه. 1
1-2 فاضلاب.. 2
1-2-1 تاریخچه تصفیه فاضلاب.. 2
1-2-2 مسئله پسابهاي صنعتی.. 3
1-2-3 هدفهاي تصفیه فاضلاب[14]. 4
1-2-4 انواع و ویژگیهاي فاضلابها[14]. 4
1-2-5 روشهاي تصفیه فاضلاب.. 6
1-3 جاذبها7
1-3-1 طبقه بندي جاذبها8
1-3-2 انواعجاذب.. 8
1-3-2-1 کربن فعال. 8
1-3-2-2 جاذب هاي طبیعی.. 9
1-3-2-4 سیلیکاژل. 10
1-3-2-3-1 روش هاي تهیه سیلیکا:11
1-4 روش‌های ساخت نانو ذرات:12
1-5 تهیه نانومواد با روش سل – ژل. 14
1-5-1 مراحل فرآیند سل ژل :15
1-5-1-1 تهیه محلول همگن. 15
1-5-1-2تشکیل سل (Sol) :17
1-5-1-3 تراکم. 18
1-5-1-4 تشکیل ژل :19
1-6 فلزات سنگین. 21
1-6-1 نیکل:23
1-6-2 روی:25
1-7 جذبسطحی.. 27
1-7-1 فرآیند جذب سطحی.. 27
1-7-2 تئوري جذبسطحی.. 28
1-7-2-1جذب سطحی یونی.. 28
1-7-2-2 جذب سطحی فیزیکی.. 29
1-7-2-3 جذب سطحی شیمیایی.. 29
1-7-2-5 مهمترین عوامل موثر برسرعت جذب سطحی.. 31
1-7-3 پدیدهجذب.. 33
1-7-4 ایزوترم هاي جذب سطحی.. 34
1-7-4-1 ایزوترمل انگمویر. 34
1-7-4-2کاربرد . 39
1-7-4-2-1 جذب گاز روي جامد:39
1-7-4-2-2جذب مایع روي جامد:40
1-7-4-3 معادله لانگمویرتعمیم یافته. 42
1-7-4-4 ایزوترمفروندلیش.. 44
1-7-4-5 ایزوترملانگمویر- فروندلیش(معادلهسیپس). 46
1-7-4-6 جذبچندلایه. 48
1-7-4-7 ایزوترمبرونر- ایمت– تلر 49
1-7-4-8 ایزوترماصلاحشدهلانگمویر. 52
1-7-4-9 ایزوترمتمکین. 53
1-7-4-10 ایزوترمردلیچ-پیترسون. 54
1-7-5 مدلهاي سینتیکی جذب سطحی.. 55
1-7-5-1معادله يلاگرگرن (معادله ي سرعتش به مرتبه ياول). 56
1-7-5-2 معادله سرعت شبه مرتبه دوم. 57
1-8 دستگاه طیفسنجيمادونقرمز FT-IR.. 58
1-9 میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM). 62
1-9-1 اجزای تشکیل دهنده SEM... 63
1-9-2 نحوه کار دستگاه SEM... 63
1-10 طیف سنجی پلاسمایی جفت شده القایی.. 64
1-10-1 کاربردهای طیف سنجی پلاسایی جفت شده القایی.. 65
1-10-2 اجزای تشکیل دهنده دستگاه65
1-11 مروری بر یافته های گذشته:66
فصل دوم. 69
2-1 مقدمه. 69
2-2 مواد و تجهیزات مورد استفاده70
2-2-1 مواد مورد استفاده70
2-2-1-1 تترا اتوکسی سیلان (TEOS). 71
2-2-1-2 آمونیاک.. 72
2-2-1-3 اتانول خالص.... 74
2-2-1-4 نمک روی (II) نیترات6 آبه .. 76
2-2-1-5 نمک نیکل (II) نیترات6 آبه .. 77
2-2-2 تجهیزات مورد استفاده79
2-3روش ساخت نانوسیلیکا:83
2-4 نشاندن هیستیدین روی نانوسیلیکا84
2-5 تهیه بافر. 85
2-5-1 روش تهیه محلول01/0 مولاراستیكاسید:85
2-5-2 روش تهیه محلول سدیماستات 3 آبه 0/01 مولار:85
2-5-3 روش تهیه محلول سدیم دي هیدروژن فسفات 1 آبه01/0مولار:85
2-5-4 روش تهیه محلول ديسدیم هیدروژن فسفات 2 آبه 0/01 مولار:86
2-5-5 روش تهیه بافرpH=3. 86
2-5-6 تهیه بافرpH=5. 86
2-5-7 تهیه بافر :pH=7. 87
2-5-8 تهیه بافر :pH=7/5. 87
2-5-9 تهیه بافر :pH=8. 87
2-5-10 تهیه بافر :pH=9. 88
2-5-11 تهیه بافر :pH=11. 88
2-6 تعیین pH بهینه نیکل:89
2-6-1 محاسبه مقدار نمک نیترات نیکل مورد نیاز برای تهیه محلول 100ppm.. 89
2-7 تعیین pH بهینه روی:90
2-7-1 محاسبه مقدار نمک نیترات روی مورد نیاز برای تهیه محلول 100ppm.. 90
2-8 تعیین مقداربهینه جاذب نیکل:90
2-9 تعیین مقداربهینه جاذب روی:91
2-10 تعیین زمان بهینه جذب یونNi+2 ) مطالعه زمان وسینتیكواكنش:(. 91
2-11تعیین زمان بهینه جذب یونZn+2 ) مطالعهزمانوسینتیكواكنش:(. 92
2-12 تعیین غلظت بهینه 2+Ni(بررسيايزوترمهايجذب):92
2-13تعیین غلظت بهینهZn+2 (بررسيايزوترمهايجذب):94
فصل سومبحث و نتیجه گیری.. 96
3-1 بررسی جذب کاتیون های فلزات سنگین و تعیین شرایط بهینه جذب:97
3-1-1 اثر pH:97
3-1-2 اثر مقدار جاذب بر میزان جذب:100
3-1-3 اثر زمان تماس بر میزان جذب.. 102
3-1-4 اثرغلظت بر میزان جذب:104
3-2 بررسی سینتیک واکنش:105
3-3 بررسي ايزوترمهاي جذبي:108
3-4 طیفft-irنانو سیلیکايسنتزشده:114
3-5 طیف XRD از نانو سیلیکا115
3-6 تفصیر تصاویر دستگاه TEM و SEM... 116
3-7 نتیجه گیری.. 118
3-3 پیشنهادات.. 119
منابع:120
 

👇 تصادفی👇

کتابچه ی آموزشی " واحد شکست کاتالیستی (FCCU) "تحلیل میدان دلکمپوپرسشنامه رضایت شغلی هرزبرگدانلود پایان نامه نفوذ به شبکه و راه های پیشگیری از آنبررسی عوامل آلودگی داخلی ساختمان و راهکارهای مقابله باآنهادانلود پایان نامه زبان علامتگذاری XML ✅فایل های دیگر✅

#️⃣ برچسب های فایل پایان نامه ارشد بررسی شرایط بهینه جذب فلزات نیکل و روی با استفاده نانو سیلیکاژل عاملدار شده با هیستیدین

پایان نامه ارشد بررسی شرایط بهینه جذب فلزات نیکل و روی با استفاده نانو سیلیکاژل عاملدار شده با هیستیدین

دانلود پایان نامه ارشد بررسی شرایط بهینه جذب فلزات نیکل و روی با استفاده نانو سیلیکاژل عاملدار شده با هیستیدین

خرید اینترنتی پایان نامه ارشد بررسی شرایط بهینه جذب فلزات نیکل و روی با استفاده نانو سیلیکاژل عاملدار شده با هیستیدین

👇🏞 تصاویر 🏞