نام و نام خانوادگی:اسماعیل امیری
عنوان پایان نامه: مطالعه آزمایشگاهی ساخت نانوجاذب مغناطیسی اصلاح شده با پلی اتیلن ایمین برای حذف فلز سنگین آرسنیک از آب
رشته تحصیلی: مهندسی شیمی -فرآیندهای جداسازی
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد ناپیوسته
استاد راهنما اول: دکتر بنفشه سلطانی
چکیده:
یکی از مهم‌ترین مسائل دنیای امروز، آلودگی محیط‌زیست به فلزات سمی و خطرناک می‌باشد. استخراج فلزات سنگین از معادن و کاربرد گسترده فلزات سنگین در صنایع باعث شده است که غلظت این فلزات در آب، فاضلاب، هوا و خاک بیشتر از مقادیر زمینه‌ای افزایش پیدا کند. بنابراین حذف فلزات سنگین از محیط آبی موضوع مهمی در بهداشت عمومی جامعه محسوب می‌شود. در این پژوهش ساخت نانوجاذب مغناطیسی اصلاح شده با پلی اتیلن ایمین برای حذف فلز سنگین آرسنیک از آب بصورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. پس از تولید نانوجاذب، جهت تأیید سنتز و اطمینان از تشکیل پیوندهای مورد نظر جاذب مورد با آنالیزهای FT-IR، SEM، TEM، XRD و TGA شناسایی شدن نتایج نشان داد که حداکثر جذب آرسنیک در 7 pH= می‌باشد که به عنوان pH بهتر ثبت گردید. بیشترین مقدار درصد حذف آرسنیک در pH برابر با 7 به ترتیب 32/79% بدست آمد. حذف آرسنیک با افزایش مقدار نانوجاذب از 40 تا mg 65 افزایش می‌یابد. بیشترین مقدار درصد حذف آرسنیک در mg 65 نانوجاذب با مقدار 23/84% بدست آمد. افزایش درصد حذف فلز سنگین آرسنیک از طریق مقدار جاذب مي‌توان مربوط به افزایش تعداد سایت‌های فعال نانوجاذب باشد. جذب آرسنیک با افزایش دما از 25 درجه سانتی‌گراد تا 40 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. بنابراین دمای 40 درجه سانتی‌گراد به عنوان دمای مطلوب بدست آمد. لذا بیشترین درصد حذف آرسنیک در دمای 40 درجه سانتی‌گراد به ترتیب برابر با 47/88% می‌باشد. ماکزیمم درصد حذف آرسنیک توسط نانوجاذب MNP-PEI در غلظت mg/L 240 به برابر با 96% بدست آمد. برای این روند افزایشی می‌توان این توجیه را بیان کرد که با افزایش غلظت محلول فلز سنگین تعداد گروه‌های فعال سطحی که قادر به برقراری پیوند بین فلز سنگین و نانوجاب هستند افزایش می‌یابد که منجر به جذب بیشتر فلز سنگین می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که نانوجاذب در زمان 30 دقیقه، بیشترین میزان جذب را داشته است. بنابراین فرآیند جذب سنتیک بالایی دارد. بدین منظور نیازی به مدت زمان طولانی تماس برای برهم کنش نانوجاذب و آرسنیک وجود ندارد. مقدار بالای (9837/0)R2 برای مدل فرندلیچ تایید می‌کند که این مدل برای برازش داده‌های آزمایشگاهی مناسب است. مدل فرندلیچ بیان می‌کند که سطح نانوجاذب ناهمگن می‌باشد و با توزیع غیر یکنواختی از گرماي جذب در روي سطح بدست می‌آید. همچنین، مقدار KF نیز 49/1 بدست آمد که نشان می‌دهد جذب آرسنیک مطلوبتر توسط نانوجاذب MNP-PEI جذب می‌شوند. حداکثرجذب آرسنیک توسط نانوجاذب MNP-PEI در 30 دقیقه انجام می‌شود، زیرا در ابتدا مکان‌های جذب بیشتر در دسترس هستند و آرسنیک به راحتی روی این مکان‌ها جذب می‌شود و پس از آن با افزایش زمان تماس میزان جذب یک روند ثابتی خواهد داشت. برازش مدل‌های سینتیک جذب آرسنیک توسط نانوجاذب مغناطیسی نشان می‌دهد مدل هو و مکی با ضریب همبستگی بیشتر (9959/0R2=) در مقایسه با مدل لاگرگرن داده‌های آزمایش را بهتر توصیف می‌نماید. مدل هو و مک کی با ضریب همبستگی بیشتر (9959/0=R2) نسبت به سایر مدل‌های دیگر مطابقت بهتری با داده‌های آزمایش دارد.
کلیدواژه: نانوجاذب مغناطیسی، پلی اتیلن ایمین، فلز سنگین، آرسنیک