دانشگاه بوعلی سینا

دانشکـده شیمی

گروه آموزشی شیمی تجزیه

پایان ­نامه ارائه شده به عنوان بخشی از فعالیتهای تحصیلی لازم جهت اخذ کارشناسی ارشد در رشته شیمی

(گرایش تجزیه)

عنوان:

حذف فلزات سنگین از فاضلاب‌های صنعتی با استفاده از نانو ذرات مگهمایت اصلاح شده با پلیمرهای سنتزی جدید

استاد راهنما:

پروفسور طیبه مدرکیان

استاد مشاور:

پروفسور عباس افخمی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: کلیات و مباحث تئوری

1-1-مقدمه………………………………………………………………. 3

1-2- ماهیت مغناطیسی نانوذرات……………………………………. 3

1-3- از جمله کاربردهای نانوذرات میتوان به موارد زیر اشاره کرد…. 5

1-4- نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن…………………………….. 7

1-5- روشهای سنتز نانوذرات مغناطیسی………………………….. 8

1-5-1- روش همرسوبی………………………………………………. 8

1-6- روشهای مشخصه یابی نانو ذرات…………………………….. 10

1-7- محافظت و پایدار کردن نانو ذرات مغناطیسی……………….. 12

1-8- استفاده از نانو ذرات مغناطیسی به عنوان فاز جامد………. 14

1-9- مکانیسم برهم کنش آنالیت – جاذب………………………… 16

1-10- فلزات سنگین و اهمیت زیست محیطی آنها ………………17

1-11- مروری بر برخی روشهای گزارش شده برای حذف فلزات سنگین…19

1-12- قالب زنی یونی………………………………………………. 20

1- 12-1- روش پیش آرایشی………………………………………. 20

1-12-2- روش خود تجمعی…………………………………………. 21

1-13-1 – انتخاب آنالیت هدف………………………………………. 22

1-13-2- مونومر عاملی…………………………………………….. 22

1-13-3-  شبکه ساز ………………………………………………..23

1-13-4- حلال……………………………………………………….. 23

1-13-5-  آغاز کننده ها……………………………………………… 24

1-14- مروری بر برخی روش‌های گزارش شده برای اندازه‌گیری جیوه(II)…24

فصل دوم: کارهای تجربی

2- 1- مقدمه………………………………………………………… 28

2-2- مواد شیمیایی و محلول های مورد استفاده……………… 28

2-3- دستگاههای مورد استفاده …………………………………..29

2-4- سنتز نانو ذرات آهن………………………………………….. 30

2-5- سنتز پلیمر (MAMNPs)………………………………………. 30

2-6- تعیین خصوصیات جاذب……………………………………… 31

2-7- سنتز نانو ذرات مگنتیت پوشش داده شده با سیلیکا……..35

2-8- سنتز IIP……………………………………………………….

2-9- تعیین خصوصیات جاذب………………………………………. 37

2-10-تعیین ظرفیت جاذب به وسیله ایزوترمهای جذب سطحی….41

2-10-1- ایزوترم لانگمویر…………………………………………….. 41

2-10-2- ایزوترم فروندلیچ……………………………………………. 42

2-10-3- ایزوترم لانگمویر- فروندلیچ (سیپس)…………………….. 43

2-10-4- ایزوترم ردلیچ-پیترسون……………………………………. 43

2-11- مدلهای سینتیکی سیستمهای جذب سطحی……………44

2-11-1- سینتیک جذب سطحی………………………………….. 45

2-11-1-1- معادله سرعت شبه مرتبه اول……………………….. 45

2-11-1-2- معادله سرعت شبه مرتبه دوم………………………. 46

فصل سوم: نتایج وبحث

3-1-1- مقدمه………………………………………………………. 51

3-1-2- مطالعات جذب سطحی فلزات……………………………. 52

3-1-3- بررسی اثر متغیرها و بهینه سازی شرایط آزمایش………53

3-1-3-1- بررسی اثر pH…………………………………………….

3-1-3-2- تعیین pH نقطه صفر IIP………………………………..

3-1-3-3- بررسی اثر مقدار جاذب……………………………….. 57

3-1-3-4- اثر زمان به همزدن…………………………………….. 58

3-1-3-5- واجذب یون‌های فلزات از روی نانو ذرات اصلاح شده…59

3-1-3-6- بررسی زمان واجذب………………………………….. 60

3-1-3-7- تعیین ظرفیت جاذب به وسیله ایزوترمهای جذب سطحی….60

3-1-3-8- مطالعات سینیتیکی حذف فلزات…………………….. 64

3-1-4- بحث و نتیجه گیری……………………………………….. 66

3-2-1-مقدمه………………………………………………………. 68

3-2-2- مطالعات جذب سطحی و واجذب……………………….. 68

3-2-3- بهینه سازی شرایط اندازه گیری یون جیوه (II)………….69

3-2-3-1- اثر pH……………………………………………………..

3-2-3-2- اثر مقدار جاذب…………………………………………. 70

3-2-3-3- اثر زمان تماس…………………………………………. 71

3-2-3-4- تعیین ظرفیت جاذب به وسیله ایزوترمهای جذب سطحی….72

3-2-3-5- واجذب جیوه(II) از روی IIP……………………………..

3-2-3-6- بررسی زمان واجذب…………………………………… 75

3-2-3-7- بررسی میزان گزینش پذیری IIPنسبت به جیوه(II)….76

3-2-3-8- مطالعات سینیتیکی حذف یون جیوه(II) به وسیله IIP و NIP……

3-2-3-9- بررسی اثر حجم نمونه بر جذب سطحی………………78

3-2-4- مشخصات تجزیهای و کاربردها………………………….. 79

3-2-5-آماده سازی نمونه حقیقی……………………………….. 80

3-2-6- بحث و نتیجه گیری………………………………………… 81

چکیده:

 این پروژه در دو بخش کلی خلاصه شده است. در بخش اول نانوذرات مگهمایت اصلاح شده با پلیمر هایی ساخته شده از مونومر مرکاپتو اتیل آمین سنتز شد. نانوذرات سنتز شده به صورت کامل باتکنیک های FT-IR, XRD و TEM  مشخصه یابی شد. تاثیر پارامترهایی همچونpH  ، مقدار جاذب و زمان تماس برای به دست آمدن شرایط بهینه جذب سطحی بررسی شد. فرایند جذب سطحی یون­ها از هر دو نقطه نظر تعادلی و سینتیکی به طور کامل مطالعه شد. MAMNPs تمایل بالایی به یون‌های فلزی مورد بررسی نشان داد. در این موردAg(I)> Hg(II)>Pb(II)> Cd(II)، به دلیل اینکه سهم بیشتری از سطح جاذب درگیر می‌باشد. نتایج نشان داد نانو ذرات جدید برای حذف یون های مورد مطالعه مفید و مناسب می باشد، و ظرفیت جذبی بالای این نانوذرات آنهارا گزینه ی مناسبی برای حذف فلزات سنگین از نمونه ­های آب می سازد.

در قسمت دوم حذف و اندازه گیری اسپکترومتری جذب اتمی شعله یون جیوه از محلول های آبی با استفاده از نانوذرات اصلاح شده با پلیمر قالب یونی مورد تحقیق قرار گرفت. ابتدا یون جیوه روی نانوذره مگهمایت اصلاح شده جذب سطحی شد .یون‌های جذب سطحی شده سپس با حجم کمی از شوینده واجذب شد و به صورت اسپکترومتری اندازه گیری شد. منحنی کالیبراسیون در گستره ng mL^-10/1000-0/20  و برای حجم  mL200 خطی بود، معادله­ی کالیبراسیون 0091/0 + C^4-09/1 A= با ضریب همبستگی 9948/0 به دست آمد. حد تشخیص روش برای یون جیوه ng mL^-1 1/4 و فاکتور رقت  برای این روش 100 به دست آمد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.