سیمین اسدآبادی

چکیده: هدف این کار پژوهشی سنتز غشاء ماتریس مختلط بر پایه پلی اترسولفون (PES) حاوی چارچوب های فلز/کووالانسی-آلی برای حذف مواد آلی بوده است. برای رسیدن به بهترین نتیجه، در ابتدا، از روش طراحی مرکب مرکزی بهره گرفته و تعداد 20 غشاء با درصد های جرمی مختلف از حفره ساز پلی وینیل پیرولیدون (PVP) و چارچوب فلز-آلی (MOF) مبتنی بر آهن (از خانواده MIL به اختصار NH2-MIL-88B(Fe)) و زمان های متفاوت هم زدن مخلوط، تهیه و عملکرد هر غشاء در میزان پس زنی (Re%) رنگ متیل ویولت B2 با غلظت اولیه mg·L-1 0/4 و دمای °C 0/25 بررسی گردید. سپس، بررسی های آماری بر روی داده ها صورت گرفت و درصد پس زنی برابر با 94/74% در w/w %16 PES، 2 % PVP و 3/0% MOF در بازه زمانی h 3 به عنوان شرایط بهینه انتخاب شد. در ادامه، سه غشاء با نام های PES (حاوی w/w%16 از PES)، M1 (حاوی %16 از PES و 2% از PVP) و M2 (حاوی %16 از PES، %2 از PVP و 3/0% از MOF) سنتز شد و در انتها یک لایه نازک از چارچوب کووالانسی-آلی (COF) تشکیل شده از منومرهای 5،3،1-تری فرمیل فلوروگلوسینول‏ و 5،2- دی آمینوبنزن سولفونیک اسید بر روی سطح غشاء M2 نشانده شده و M3 نامیده شد. برای شناسایی و مشخصه یابی غشاءها از تکنیک های FT-IR، XRD، FESEM و AFM استفاده شد. سپس، آزمایش های تعیین تخلخل (ε)، اندازه میانگین شعاع حفرات (rm)، زاویه تماس (CA)، شار آب خالص (PWF)، میزان پس زنی رنگ های کاتیونی، آنیونی و سوسپانسوین شیر خشک، خاصیت ضدگرفتگی و پایداری فیزیکی و شیمیایی انجام شد. زبری، میزان تخلخل، اندازه میانگین شعاع حفرات، PWF و Re% برای غشاءهای M3 و M2 در مقایسه با PES و M1 افزایش داشت. دو غشاء آخر در حضور سوسپانسیون شیر خشک و آلبومین گرفتگی صد در صد داشتند و نسبت بازیابی شار برای آن ها برابر با صفر شد. نتایج نشان داد که نسبت بازیابی شار در غشاء M3 در حضور شیر خشک تقریباً 7/1 برابر این نسبت برای غشاء M2 بود. گرفتگی کل برای هر دو غشاء PES و M1 برابر با 100% بود. از طرف دیگر، گرفتگی کل در غشاء M2 برابر با 32/85 و 63/78% و برای M3 برابر با 30/72 و 81/81% به ترتیب در حضور سوسپانسیون شیر خشک و آلبومین بود. در انتها، تست پایداری نشان داد که غشاء M3 در محیط خنثی و اسیدی پایدارتر از غشاءهای دیگر بود.
خلاصه پایان نامه

از گذشته تا به امروز، پژوهشگران بر روی حل بحران کمبود آب متمرکز شده اند. ایده سنتز یک جاذب کارآمد و پایدار موضوعی است که برای حل مشکل آب آلوده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه حذف رنگ کاتیونیک بلو 41 (معروف به بیسیک بلو 41) از محلول های آبی با استفاده از یک نانوکامپوزیت جدید بود. برای سنتز این نانوکامپوزیت جدید چارچوب آلی فلزی حاوی آهن(NH2-MIL-88(Fe)) ، گرافن اکساید و نانوذرات اسپینل کبالت-روی فریت مغناطیسی (Co0.5Zn0.5Fe2O4) انتخاب شدند. جاذب سنتز شده با استفاده از تکنیک های FT-IR، XRD، TEM، FESEM، نقشه برداری عنصری، EDX، VSM و TGA مشخصه یابی شد. آزمایشات جذب سطحی بر اساس پیشنهاد طراحی مرکب مرکزی انجام شده و شرایط عملیاتی بهینه به دست آمد. بنابراین بهترین حذف 89/96% برای غلظت اولیه رنگ mg·L-1 0/10 در دمای ºC0/29، pH برابر با 70/8 و مقدار جاذب g·L-132/1 به دست آمد. جالب توجه است که فرآیند جذب سطحی بسیار سریع بوده و همانطور که مطالعات سینتیکی نشان داد تقریباً در زمان 60 ثانیه تکمیل شد. معادله فراکتال مانند- شبه مرتبه اول (FL-PFO) بهترین مدل برای برازش داده های سینتیکی تجربی بود. جاذبه الکتروستاتیک، پیوند هیدروژنی و برهم کنش π-πاز عوامل اصلی حذف رنگ بودند. بازیابی جاذب با دو رویکرد مختلف انجام شد: i) دفع رنگ با استفاده از محلول سدیم کلرید در حضور امواج فرا صوت ( mol·L-1 1/0، ml5، با زمان تماس 5 دقیقه)، ii) تخریب رنگ توسط فرآیند اکسیداسیون پیشرفته ترکیبی شامل فنتون و امواج فراصوت. در واقع به دلیل وجود کاتیون آهن در ساختار نانوکامپوزیت، امکان تجزیه رنگ به روش فنتون وجود داشت. در نتیجه، بازیابی جاذب طی شش چرخه با موفقیت انجام شد.
خلاصه پایان نامه

هدف از انجام این پژوهش، حذف کاتیون های مس و روی از محلول های آبی با استفاده از یک نانوکامپوزیت جدید زیستی مغناطیسی می باشد. در ابتدا، سلولز موجود در پوست آناناس استخراج و به وسیله اسید اگزالیک اصلاح گردید. سپس، سلولز اصلاح شده و لیگاند EDTA به نانوذرات مگنتیت (Fe3O4) پوشش داده شده توسط گروه های عاملی سیلیس متصل گردیدند. جاذب با استفاده از تکنیک های FT-IR، XRD، FESEM، TEM، EDX، Elemental mapping، TGA، VSM و BET مشخصه یابی شد. طراحی مرکب مرکزی برای طراحی آزمایش ها و بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفت و معادلات درجه دوم برای برازش داده های تجربی پیشنهاد شد. براساس تجزیه ANOVA، فاکتورهای pH، دما و غلظت جاذب بر درصد حذف کاتیون ها اثرگذار بودند. بیشترین درصد حذف یون های مس و روی در شرایط بهینه و با در نظر گرفتن برهم کنش بین متغیرها به ترتیب برابر با 18/93 و 30/96% به دست آمد. جاذبه الکتروستاتیک و تشکیل کمپلکس از عوامل اصلی حذف کاتیون ها بودند. فرآیند جذب سطحی برای کاتیون مس با غلظت های مختلف بعد از گذشت 10 دقیقه به تعادل رسید و داده های سینتیکی با معادله سرعت شبه مرتبه nام اصلاح شده برازش گردید. کاتیون روی بعد از 30 ثانیه از محلول حذف شده و معادله سرعت شبه مرتبه nام اصلاح شده بهترین برازش را به دست داد. داده های تعادلی برای کاتیون های مس و روی با استفاده از ایزوترم لنگمویر-فروندلیچ و تاث به ترتیب برازش شد. بیشترین مقدار کاتیون جذب سطحی شده به ازاء جرم نانوکامپوزیت در تعادل معادل با mg·g-1 98/152 (برای کاتیون مس) و 93/153 (برای کاتیون روی )به دست آمد. همچنین، بازیابی نانوکامپوزیت تا 5 چرخه با موفقیت انجام شد.
خلاصه پایان نامه

هدف از انجام این پژوهش، حذف رنگ کاتیونیک بلو 41 از محلول های آبی با استفاده از یک نانوکامپوزیت جدید می باشد. نانوکامپوزیت با استفاده از نانوذرات مگنتیت اصلاح شده با ترکیبات سیلیکا، گرافن اکساید و چیتوسان متصل به دی اتیلن تری آمین پنتااستیک اسید سنتز شد. نانوکامپوزیت با استفاده از تکنیک های FT-IR، XRD، FESEM، TEM، EDX، Elemental mapping، TGA، VSM و BET مشخصه یابی شد. طراحی مرکب مرکزی برای طراحی آزمایش ها و بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفت و یک معادله درجه دوم برای برازش داده های تجربی پیشنهاد شد. براساس تجزیه ANOVA، فاکتورهای pH، دما و غلظت جاذب بر درصد حذف رنگ اثرگذار بودند. با توجه به برهم کنش بین متغیرها، اثر pH بر روی حذف رنگ در غلظت های بالای نانوکامپوزیت قابل توجه بود. همچنین، این نتیجه حاصل شد که فرآیند جذب سطحی گرماگیر بود. در شرایط بهینه، بیشترین حذف رنگ برابر با 41/93% به دست آمد، در حالی که غلظت اولیه رنگ mg·L-1 0/10 بود. جاذبه الکتروستاتیک، پیوند هیدروژنی و برهم کنش π-π از عوامل اصلی حذف رنگ بودند. مطالعات سینتیکی و تعادلی در مقادیر ثابت 02/9 = pH، °C 1/47 T = و غلظت نانوکامپوزیت mg·L-1 98/1 انجام شد. فرآیند جذب سطحی بعد از گذشت 30 دقیقه به تعادل رسید. مدل سینتیکی شبه مرتبه nام اصلاح شده بهترین معادله برای برازش داده ها بود. داده های تعادلی با استفاده از ایزوترم لنگمویر-فروندلیچ اصلاح شده برازش شد و بیشترین مقدار ماده جذب سطحی شده به ازاء جرم نانوکامپوزیت در تعادل معادل با mg·g-1 87/55 به دست آمد. همچنین، بازیابی نانوکامپوزیت با استفاده از حلال اسیدی انجام شد.
خلاصه پایان نامه