3-5-7- آزمون اندازه گیری درصد ژل(Gel content). 56
فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادات… 58
4-1- نتیجه گیری.. 58
4-2- پیشنهادات… 61

 

منابع 62
فهرست اشکال
شکل 2-1 ساختار خاک رس مونت موریلونیت… 13
شکل 2-2ریز ساختار مونت موریلونیت 14
شکل 2-3  تصویری از اصلاح لایه­های خاک رس توسط کاتیون­های آلی.. 16
شکل 2-4  مدل­های رشد زنجیره­های آلکیلی، a: زنجیره­های کوتاه، b: زنجیره های متوسط، c : زنجیره­های بلند   17
شکل2-5   a : واکنش هیدرولیز.b :واکنش تراکمی.. 18
شکل 2-6  انواع ساختار­های نانوکامپوزیت­ پلیمر / خاک رس، a : ساختار لخته ای، b: ساختار میان لایه ای، c: ساختار ورقه ورقه ای بانظم ، d: ساختار ورقه ورقه ای بی نظم.. 20
شکل 2-7  نفوذ زنجیره­های پلیمر درون صفحات خاک رس به روش محلولی.. 22
شكل2-8  شمایی ازتهیه نانوکامپوزیت به روش لاتکس…. 22

یک مطلب دیگر :

شكل 2-9  شمایی از تهیه نانوکامپوزیت­ به روش مذاب زنجیره­های پلیمری.. 23
شكل 2-10  شمایی از تهیه نانوکامپوزیت به روش پلیمریزاسیون درجا 25
شكل 2-11 حالت­های مختلف پراکنش ذرات خاک رس اصلاح شده در ماتریس پلیمری با استفاده از آزمون­های پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری.. 26
شكل 2-12 طرحی از پراش اشعه ایکس…. 27
شكل2-13 بهبود خواص سدی نانوکامپوزیت با حضور نانو ذرات خاک رس… 30
شكل 2-14 ساختار مولکولی اصلاح کننده­ها، a : چهاروجهی کوکو آمین ، b : تری متوکسی وینیل سیلان.. 35
شكل 2-15 مراحل اصلاح خاک رس کلوزیت 20A و تهیه نانوکامپوزیت پلیمر / خاک رس… 39
شكل 3-1 ساختار یون­های آمونیومی اصلاح کننده­های خاک رس معدنی.. 47
شكل 3-2 ساختار اصلاح کننده­های سیلانی.. 47
شکل3-3 شمایی از یک قطره نانو کامپوزیت… 50
فهرست جداول
جدول 2-1 ساختار شیمیایی خاک های رس­ اسمکتیت رایج، M :کاتیون تک ظرفیتی ، X :درجه جانشینی کاتیون­های هم ریخت درصفحات هشت وجهی.. 13
جدول 2-2 نتایج آزمون پراش اشعه ایکس]50[. 31
جدول 2-3 نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای خاک رس اولیه و اصلاح شده ونانو کامپوزیت های تهیه شده با آنها]53[. 36
جدول 2-4 نتایج آزمون پراش اشعه ایکس]54[. 37
جدول 2-5  نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای خاک رس اولیه و اصلاح شده و نانو کامپوزیت های تهیه شده]55[. 40
جدول 2-6 نتایج آزمون پراش اشعه ایکس برای خاک رس اولیه و اصلاح شده]56[. 42
جدول 3-1 مشخصات مواد شیمیایی استفاده شده. 45
جدول 3-2 مقادیر مونومر و خاک­های رس یک و دوبار اصلاح شده. 49
جدول 3-3 دستور العمل تهیه  نانوکامپوزیت های NKT و NKD دردرصد های وزنی 1و3.. 51
جدول 3-4 دستورالعمل تهیه نانوکامپوزیت­های تهیه شده با خاک رس دوبار اصلاح شده. 52
جدول 3-5 دستورالعمل تهیه نانوکامپوزیت هایNKTMPS دردرصدهای وزنی مختلف…. 52
جدول 3-6 دستورالعمل تهیه نانوکامپوزیت های تهیه شده به روش اصلاح درجا 53

2-1-2-2-دستگاه آنالیز عنصری (CHN) 23

2-1-2-3-دستگاه طیف سنج فروسرخ تبدیل فوریه (FT-IR) 23

2-1-2-4-دستگاه ICP. 23

2-1-2-5-دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) 23

2-1-2-6-دستگاه آنالیز حرارتی (TG/DTA) 23

2-1-3-بررسی اپوکسایش آلکن­ها بوسیله ی سیستم­های کاتالیزوری ناهمگن مولیبدن تثبیت شده بر روی کربن فعال عامل­دار شده 24

2-1-3-1-عامل­دار کردن کربن فعال با گروه کربوکسیلیک اسید. 24

2-1-3-2-عامل­دار کردن کربن فعال با تیونیل کلراید. 24

2-1-3-3-تثبیت لیگاند دی­اتیلن­تری­آمین (dien) بر روی کربن فعال(AC) 25

2-1-3-4-واکنش سالیسیل آلدهید با کربن فعال عامل­دار شده 25

2-1-3-5-تهیه کمپلکس دی­اکسو بیس (استیل استوناتو) مولیبدن MoO₂(acac)₂ 26

2-1-3-6-تهیه کاتالیزگرهای ناهمگن  AC-dien-MoO₂(acac) 26

2-1-3-7-تهیه کاتالیزگرهای ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) 27

2-1-4-تهیه اکسنده اوره هیدروژن­پراکسید. 27

2-1-5-اپوکسایش آلکن­ها با ترشیوبوتیل هیدروژن پراکسید با کاتالیزگرAC-dien-MoO₂(acac) ……………. 29

2-1-5-1-اثر نوع حلال. 28

2-1-5-2-اثر نوع اکسنده 28

2-1-5-3-اثر زمان. 29

2-1-5-4-اثر مقدار کاتالیزگر. 29

2-1-5-5-اثر مقدار اکسنده 30

2-1-5-6-اثر مقدار حلال. 30

2-1-5-7-اثر دما 30

2-1-5-8-بازیابی کاتالیزگر ناهمگن مولیبدن در اپوکسایش سیکلواکتن.. 31

2-1-5-9-روش کار عمومی برای اپوکسایش آلکن­ها در حضور کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) 31

2-1-5-10-بررسی کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) 31

فصل سوم

3-1-اهمیت و هدف از انجام پژوهش… 33

3-2-شناسایی و بررسی دو کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) و(AC-Schiff-base-MoO₂(acac. 36

3-2-2-آسیله کردن کربن فعال. 36

3-2-3-آمین­دار کردن کربن فعال. 37

3-2-4-کمپلکس کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) 38

3-2-5-لیگاند باز شیف بر روی بستر کربن فعال. 39

3-2-6-کمپلکس کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) 40

3-2-7-بررسی مورفولوژی با میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM.. 41

3-2-8-آنالیز عنصری CHN و ICP. 43

3-2-9-آنالیز حرارتی (TG/DTA) 43

3-3-بررسی ویژگی­های کاتالیزوری کاتالیزگرهای ناهمگن تهیه شده و بهینه سازی عوامل موثر در اپوکسایش سیکلواکتن   46

3-3-1-بررسی اثر نوع حلال. 46

3-3-2-بررسی اثر نوع اکسنده 50

3-3-3-بررسی اثر زمان. 52

3-3-4-بررسی اثر مقدار کاتالیزگر. 55

3-3-5-بررسی اثر مقدار اکسنده 57

3-3-6-بررسی اثر مقدار حلال. 60

3-3-7-بررسی اثر دما 62

3-3-8-بررسی بازیابی کاتالیزگرهای ناهمگنAC-dien-MoO₂(acac)  و AC-Schiff-base-MoO₂(acac) در  اپوکسایش سیکلواکتن   65

3-3-9-بررسی ویژگی های کاتالیزوری کاتالیزگرهای AC-dien-MoO₂(acac) و AC-Schiff-base-MoO₂(acac) در اپوکسایش آلکن­های دیگر  67

3-3-10-مکانیسم پیشنهادی جهت اپوکسایش سیکلواکتن با کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) 70

3-4-نتیجه گیری.. 72

3-5-آینده نگری.. 74

پیوست.. 75

منابع: 76

فهرست شکل­ها

شکل 1-1: تصویری از کربن فعال پودری،گرانوله و فیبری و کربن نانوتیوب (به ترتیب از چپ به راست). 6

شکل 1-2: تصویر قطعات کربنی منحنی شکل، شامل حلقه­های پنج ضلعی، شش ضلعی، هفت ضلعی.. 7

 

شکل 1-3: انواع منافذ در کربن فعال. 8

شکل 1-4: مکانیسم شلدون در اپوکسایش آلکن­ها 10

شکل 1-5: مکانیسم شارپلس در اپوکسایش آلکن­ها 11

شکل 1-6: چرخه کاتالیزوری جابه جا شدن اکسیژن به اولفین­ها با اکسنده ترشیوبوتیل هیدروژن پراکسید و کاتالیزگر مولیبدن  12

شکل 1-7: مراحل آماده سازی کاتالیزگر Mo-APTS-A. 14

شکل 1-8: شمای سنتزی کاتالیزگر L1@ACox-  MnII 15

شکل 1-9: شمای سنتزی کاتالیزگر L₂@ACox-  MnII 16

شکل 1-10: مراحل تهیه کاتالیزگرهای [MoO₂(acac)@APy-MWCNT] و [MoO₂(acac)@DAB-MWCNT]. 17

شکل 1-12: تثبیت کمپلکسی از مس روی سطح کربن فعال اصلاح شده 19

شکل 1-13: تثبیت کمپلکسی از نیکل روی سطح کربن فعال اصلاح شده. 19

شکل2-1: ساختار کمپلکس MoO₂ (acac)₂ 26

شکل  3-1: شمای سنتزی ساختار پیشنهاد شده برای کاتالیزگر  AC-dien-MoO₂(acac) 34

شکل 3-2 :شمای سنتزی ساختار پیشنهاد شده برای کاتالیزگر  AC-Schiff-base-MoO₂(acac) 35

شکل 3-3 : طیف FT-IR کربن فعال آسیل کلرایددار شده. 37

شکل 3-4 : طیف FT-IR کربن فعال عامل­دار شده با دی­اتیلن تری­آمین. 38

شکل 3-5 : طیف FT-IR کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac). 39

شکل 3-6 : طیف FT-IR مربوط به AC-Schiff-base. 40

شکل 3-7: طیف FT-IR کاتالیزگر ناهمگن (AC-Schiff-base-MoO₂(acac. 41

شکل 3-8: SEM کربن فعال با بزرگنمایی­های 50 و100. 42

شکل3-9: SEM کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) با بزرگنمایی­های 50 و 100. 42

شکل 3-10: نمودار تجزیه حرارتی کربن فعال. 44

شکل 3-11: نمودار تجزیه حرارتی AC-dien-MoO₂(acac) 45

شکل 3-12: نمودار تجزیه حرارتی AC-Schiff-base-MoO₂(acac) 45

شکل 3-13: طرح کلی اپوکسایش سیکلواکتن با کاتالیزگرهای ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) و AC-Schiff-base-MoO₂(acac) 46

شکل 3-14: بررسی اثر نوع حلال در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر (AC-dien-MoO₂(acac. 48

شکل 3-15: بررسی اثر نوع حلال در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ( .AC-Schiff-base-MoO₂(acac. 49

شکل 3-16: برررسی اثر نوع اکسنده در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5 /0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال، در مدت زمان 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) 51

شکل 3-17: بررسی اثر نوع اکسنده در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال، در مدت زمان 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن (AC-Schiff-base-MoO₂(acac. 52

شکل 3-18: بررسی اثر زمان در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن (AC-dien-MoO₂(acac. 53

شکل 3-19: بررسی اثر زمان در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن (AC-Schiff-base-MoO₂(acac. 54

شکل 3-20: بررسی اثر مقدارکاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 56

یک مطلب دیگر :

شکل 3-21: بررسی اثر مقدارکاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 57

شکل 3-22: بررسی اثر مقدار اکسنده TBHP، در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال با 20 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 58

شکل 3-23: بررسی اثر مقدار اکسنده TBHP، در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال با 20 میلی­ گرم کاتالیزگر ناهمگن ( AC-Schiff-base-MoO₂(acacطی                 30 دقیقه. 59

شکل 3-24: بررسی اثر مقدار حلال تتراکلریدکربن در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده، با 20 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 61

شکل 3-25: بررسی اثر مقدار حلال تتراکلریدکربن در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده، با 20 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 62

شکل 3-26: بررسی اثر دما در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده در 1میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن با 20 میلی­گرم کاتالیزور AC-dien-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 63

شکل 3-27: بررسی اثر دما در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میل­مول TBHP به­عنوان اکسنده در 1میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن با 20 میلی­گرم کاتالیزور AC-Schiff-base-MoO2(acac)                     طی30 دقیقه. 64

شکل 3-28: بررسی توانایی کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0    میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 66

شکل 3-29: بررسی توانایی کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 67

شکل 3-30: چرخه کاتالیزوری انتقال اکسیژن به سیکلواکتن توسط ترشیوبوتیل هیدروژن پراکسید با کاتالیزگر ناهمگن AC–dien-MoO₂(acac) 71

فهرست جدول­ها

جدول2-1: مشخصات دستگاه کروماتوگرافی گازی ………………………………………………………………………………………………………23

جدول3-1: بررسی اثر نوع حلال در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلو­اکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر AC-dien-MoO₂(acac)………………….49

جدول3-2: بررسی اثر نوع حلال در اپوکسایش 5/0 میلی مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر  .AC-Schiff-base-MoO₂(acac) 49

جدول3-3: برررسی اثر نوع اکسنده در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5 /0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی لیتر حلال، در مدت زمان 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac). 50

جدول3-4: بررسی اثر نوع اکسنده در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی لیتر حلال، در مدت زمان 45 دقیقه با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac). 51

جدول3-5: بررسی اثر زمان در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میل­مول سیکلواکتن در 1 میلی لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac). 53

جدول3-6: بررسی اثر زمان در واکنش اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP با 25 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac). 54

جدول3-7: بررسی اثر مقدارکاتالیزگر ناهمگن  AC-dien-MoO₂(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی­مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 55

جدول3-8: بررسی اثر مقدارکاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال با 4/1 میلی مول اکسنده TBHP در دمای جوش حلال طی 30 دقیقه. 56

جدول3-9: بررسی اثر مقدار اکسنده TBHP، در اپوکسایش 5/0 میلی­مول سیکلواکتن در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال با 20 میلی گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 58

جدول3-10: بررسی اثر مقدار اکسنده TBHP، در اپوکسایش 5/0 میلی مول سیکلواکتن در 1 میلی لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال با 20 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 59

جدول3-11: بررسی اثر مقدار حلال تتراکلرید کربن در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به عنوان اکسنده، با 20 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 61

جدول3-12: بررسی اثر مقدار حلال تتراکلرید کربن در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی مول سیکلواکتن با 12/1 میلی مول TBHP به عنوان اکسنده، با 20 میلی­گرم کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 61

جدول3-13: بررسی اثر دما در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول  TBHP به عنوان اکسنده در 1میلی­ لیتر حلال تتراکلریدکربن با 20 میلی­گرم کاتالیزور AC-dien-MoO₂(acac) طی30 دقیقه. 63

جدول3-14: بررسی اثر دما در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده در 1میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن با 20 میلی­گرم کاتالیزور AC-Schiff-base-MoO₂(acac) طی30           دقیقه. 64

جدول3-15: بررسی توانایی کاتالیزگر ناهمگن AC-dien-MoO₂(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0  میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلیمول TBHP به عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 65

جدول3-16: بررسی توانایی کاتالیزگر ناهمگن AC-Schiff-base-MoO₂(acac) بازیابی شده در اپوکسایش کاتالیزوری 5/0 میلی­مول سیکلواکتن با 12/1 میلی مول  TBHPبه عنوان اکسنده در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 66

جدول3-17: بررسی ویژگی کاتالیزوری کاتالیزگر AC-dien-MoO2(acac) در اپوکسایش 5/0میلی­مول از سایر آلکن­ها با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده، در 1 میلی لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 68

جدول 3-18: بررسی ویژگی کاتالیزوری کاتالیزگر AC-Schiff-base-MoO2(acac) در اپوکسایش 5/0میلی مول از سایر آلکن ها با 12/1 میلی­مول TBHP به­عنوان اکسنده، در 1 میلی­لیتر حلال تتراکلریدکربن در دمای جوش حلال در 30 دقیقه. 69

جدول 3-19: مقایسه کاتالیزگرهای AC-dien-MoO₂(acac) و AC-Schiff-base-MoO₂(acac) با سیستم­های کاتالیزوری مشابه  73

1-6 اثر بر سلامت …………………………………………………………………………………………………………………………………………………9

1-7 متابولیسم …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….10

1-8 استراتژی های تکنولوژیکی به منظور کاهش فوران ……………………………………………………………………………………………11

1-9 استراتژیکی پیشگیری …………………………………………………………………………………………………………………………………….12

1-9-1 تغییر در پارامتر های فرآیند ………………………………………………………………………………………………………………………..12

1-9-2 تغییر در فرمولاسیون …………………………………………………………………………………………………………………………………13

1-9-3 حذف یا جایگزینی اجزا ……………………………………………………………………………………………………………………………13

1-9-4 افزودن ترکیبات ………………………………………………………………………………………………………………………………………..13

1-10 استراتژی های پس از فراوری……………………………………………………………………………………………………………………….13

1-10-1 استراتژی های حذف ………………………………………………………………………………………………………………………………14

1-10-2 پختن در ظروف در باز ……………………………………………………………………………………………………………………………14

1-10-3 حذف فیزیکی ………………………………………………………………………………………………………………………………………..14

1-10-4اشعه یونیزه کننده …………………………………………………………………………………………………………………………………….15

1-11 گزینه های کنترل…………………………………………………………………………………………………………………………………………15

1-12 قانون گذاری………………………………………………………………………………………………………………………………………………16

1-13 مروری بر تحقیقات گذشته …………………………………………………………………………………………………………………………16

فصل دوم :ریز استخراج فاز جامد با استفاده از جاذب پلیمری قالب مولکولی   ………………………………………………. .19

مقدمه   …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

2-1   استخراج    ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 20

2-1-1 خصوصیات حلال    ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 21

2-2 استخراج با حلال    …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 22

2-3 استخراج با فاز جامد(SPE)    …………………………………………………………………………………………………………………….. 22

 

2-4 ریز استخراج با فاز جامد(SPME)    …………………………………………………………………………………………………………… 23

2-4-1 مزایای میکرو استخراج با فاز جامد    ……………………………………………………………………………………………………….. 24

2-4-2 پارامترهای بهینه سازی کردن میکرو استخراج با فاز جامد    ………………………………………………………………………… 25

2-4-3 عوامل موثر بر مقدار ماده ی جذب شده    ………………………………………………………………………………………………… 26

2-4-4 انواع روش های نمونه برداری    ………………………………………………………………………………………………………………. 26

2-4-5 انتخاب روش استخراج    ………………………………………………………………………………………………………………………… 27

2-4-6 معایب میکرو استخراج با فاز جامد   …………………………………………………………………………………………………………. 27

2-4-7 انواع فایبرها    ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 27

2-4-8 انواع روش های هم زدن در میکرو استخراج با فاز جامد    ………………………………………………………………………….. 29

2-4-9 عوامل موثر بر میکرو استخراج با فاز جامد     ……………………………………………………………………………………………. 30

2-4-10 کاربردهای میکرو استخراج با فاز جامد     ………………………………………………………………………………………………. 30

2-5 سرنگ SPME      ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

2-6 مروری بر تحقیقات گذشته SPME     ………………………………………………………………………………………………………… 32

2-7 انواع فازهای جامد    ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

2-7-1 کربن(گرافیت)    ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 35

2-7-2 سیلیکاژل    …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 35

2-7-3 جاذب پلیمری    ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 36

2-8 آشنایی با پلیمر و پایمریزاسیون      ………………………………………………………………………………………………………………. 36

2-8-1 پلیمر چیست؟     …………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

2-8-2 انواع پلیمر ساختاری    ……………………………………………………………………………………………………………………………. 36

2-8-3 بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته تقسیم می شوند   ……………………………………………………….. 36

2-8-4 انواع پلیمرها بر اساس منبع تهیه    ……………………………………………………………………………………………………………. 37

2-8-5 انواع روش های پلیمریزاسیون    ………………………………………………………………………………………………………………. 37

2-8-5-1 پلیمریزاسیون افزایشی   ……………………………………………………………………………………………………………………….. 37

2-8-5-2 پلیمریزاسیون تراکمی    ………………………………………………………………………………………………………………………. 37

2-9 پلیمرهای قالب مولکولی    ………………………………………………………………………………………………………………………….. 37

2-9-1 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی  ………………………………………………………………………………………………………………. 39

2-9-2 عوامل سازنده یک پلیمر قالب مولکولی    …………………………………………………………………………………………………. 39

2-9-2-1 مونومر عاملی    …………………………………………………………………………………………………………………………………. 41

2-9-2-2 مولکول هدف(قالب)    ……………………………………………………………………………………………………………………….. 43

2-9-2-3 عامل اتصال عرضی     ………………………………………………………………………………………………………………………… 43

2-9-2-4 حلال     ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44

2-9-2-5 آغازگر     ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 45

2-9-3 انواع پلیمرهای قالب مولکولی     ……………………………………………………………………………………………………………… 46

2-10 پلیمر قالب مولکولی کووالانسی    ………………………………………………………………………………………………………………. 46

2-10-1 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی    ………………………………………………………………………………………….. 47

2-10-2 معایب  پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی    …………………………………………………………………………………………. 47

2-11 پلیمرهای قالب مولکولی نیمه کووالانسی     ………………………………………………………………………………………………… 47

یک مطلب دیگر :

2-12 پلیمرهای قالب مولکولی غیر کووالانسی      ………………………………………………………………………………………………… 48

2-12-1 مراحل سنتز پلیمر قالب مولکولی      ……………………………………………………………………………………………………… 48

2-12-2 دلایلی که از روش غیر کووالانسی بیشتر استفاده می شود     ……………………………………………………………………… 48

2-13 روش های تهیه پلیمر قالب مولکولی    ……………………………………………………………………………………………………….. 48

2-13-1 پلیمریزاسیون توده ای    ………………………………………………………………………………………………………………………… 49

2-13-2  روش پلیمریزاسیون رسوبی    ……………………………………………………………………………………………………………….. 49

2-13-3 پلیمریزاسیون با تورم چند مرحله ای    ……………………………………………………………………………………………………. 49

2-13-4 پلیمریزاسیون سوسپانسیون    …………………………………………………………………………………………………………………. 50

2-13-5 روش پیوند زنی    ………………………………………………………………………………………………………………………………… 50

2-14 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی    ………………………………………………………………………………………………………………. 50

2-14-1  کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی برای ریز استخراج با فاز جامد (SPME)    ……………………………………………… 50

2-15-1 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در حسگرها    ………………………………………………………………………………………… 51

2-15-2 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در غشاء    ……………………………………………………………………………………………… 51

2-15-3 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کاتالیزگرها    ……………………………………………………………………………………… 52

2-15-4 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی    …………………………………………………………………………………. 52

فصل سوم : مطالعات تجربی      ……………………………………………………………………………………………………………… 53

3-1 مواد مصرفی    …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2 دستگاه وری    …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2-1 التراسونیک     ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 54

3-2-2 pH متر     ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 54

3-2-3 بن ماری     …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 54

3-2-4 کروماتوگرافی گازی    GC …………………………………………………………………………………………………………………….. 54

3-2-5 آون     ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 55

3-2-6 همزن مغناطیسی(هیتر)     ……………………………………………………………………………………………………………………….. 55

3-2-7 سرنگ SPME     …………………………………………………………………………………………………………………………………. 55

3-2-8 دستگاه (IR)      ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 56

3-3 تهیه پلیمر قالب مولکولی    …………………………………………………………………………………………………………………………. 56

3-3-1 انتخاب عوامل    …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 56

3-3-1-1 آنالیت یا نمونه     ………………………………………………………………………………………………………………………………. 56

3-3-1-2 مونومر عاملی مناسب     ……………………………………………………………………………………………………………………… 56

3-3-1-3 عامل اتصال دهنده عرضی     ………………………………………………………………………………………………………………. 57

3-3-1-4 حلال مناسب    ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 58

3-3-1-5 آغازگر      ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 58

3-3-2 روش سنتز پلیمر قالب مولکولی    ……………………………………………………………………………………………………………. 59

3-4 بهینه سازی شرایط جذب فوران در روش ریز استخراج با پلیمر قالب مولکولی   ………………………………………………… 60

3-4-1 تعیین ماکزیمم طول موج جذب    ……………………………………………………………………………………………………………. 60

3-4-2 بررسی اثر نمک    ………………………………………………………………………………………………………………………………….  60

3-4-3 بررسی اثر زمان     …………………………………………………………………………………………………………………………………  61

3-4-4 تاثیر pH محلول بر جذب پلیمر      ………………………………………………………………………………………………………..  62

3-4-5 تاثیر دما بر جذب پلیمر     ………………………………………………………………………………………………………………………  63

3-4-6 شناسایی فوران توسط دستگاه GC   ………………………………………………………………………………………………………..  63

3-4-6-1 برنامه دمایی دستگاه GC برای فوران ها     …………………………………………………………………………………………… 63

فصل چهارم : بحث و نتیجه گیری     ………………………………………………………………………………………………………… 65

4-1 سنتز پلیمر قالب مولکولی و پلیمر شاهد     ……………………………………………………………………………………………………. 66

4-1-1 پلیمریزاسیون پلیمر قالب مولکولی     ……………………………………………………………………………………………………….. 66

4-1-2 مکانیسم سنتز پلیمر قالب مولکولی    ………………………………………………………………………………………………………….68

4-1-3 طیف های FT-IR از پلیمر MIP و NIP   ……………………………………………………………………………………………….68

4-2 بهینه سازی شرایط جذب فوران توسط پلیمر قالب مولکولی    …………………………………………………………………………. 70

4-2-1 اثر نمک بر جذب فوران    ………………………………………………………………………………………………………………………. 70

4-2-2 اثر زمان بر جذب فوران    ………………………………………………………………………………………………………………………. 71

4-2-3 اثر دما بر جذب فوران    …………………………………………………………………………………………………………………………. 72

4-2-4 اثر pH محلول بر جذب پلیمر   ………………………………………………………………………………………………………………. 73

4-2-5 شناسایی فوران توسط دستگاه GC   ………………………………………………………………………………………………………… 74

خلاصه   …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 75

پیوست………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 76

پیوست 1؛ طیف FT-IR از NIP، در محدوده 400-4000 cm^-1 به روش قرص KBr   ……………………………………….. 76

پیوست 2؛ طیف FT-IR از MIP، در محدوده 400-4000 cm^-1 به روش قرص KBr    ………………………………………..  77

پیوست 3؛ طیف GC برای محلول 10 PPM فوران    ………………………………………………………………………………………….. 78

پیوست 4؛ طیف GC برای محلول 40 PPM فوران    ………………………………………………………………………………………….. 79

3-کارهای عملی……61
3-1مواد.. 61
3-1-1-کیتوسان..  61
3-1-2-گرافن………..62
3-1-3-تری اتیلن تترامین.. 62
3-1-4-پلی اتیلن گلایکول. 62
3-1-5-فرمالدهید. 62
3-1-6-اتیل استات… 62
3-1-7-اسید سولفوریک…. 62
3-1-8-اسید نیتریک…. 63
3-1-9-سود سوزآور. 63
3-1-10-نمک کادمیوم نیترات… 63
3-1-11-تیونیل کلراید. 63
3-1-12-سدیم………..63
3-1-13-تتراهیدروفوران. 63
3-1-14-دی متیل فرمامید. 64
3-1-15-بنزوفنون. 64
3-2-تجهیزات…. 64
3-2-1-رفلاکس… 64
3-2-2-فیلتریزاسیون خلا.. 64
3-2-3-همزن لرزان. 64
3-2-4-دستگاه pH  متر. 65
3-3-نمونه‌سازی.. 65
3-3-1-اکسید گرافن.. 65
3-3-2-آسیلاسیون نانو گرافن.. 66
3-3-3-عامل دار کردن نانوگرافن.. 66

 

3-3-4-دانه کیتوسان. 67
3-3-5-نانوکامپوزیت دانه کیتوسان. 67
3-3-6-خشک کردن دانه ها 68
3-3-7-روش ساخت محلول یونی کادمیوم. 68
3-3-8-روش خشک کردن دی متیل فرمامید. 68
3-3-9-روش خشک کردن تتراهیدروفوران. 69
3-4-تعیین مشخصات… 71
3-4-1-دستگاه طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه. 71
3-4-2-تجزیه وزن سنجی گرمایی (TGA) 71
3-4-3-ریزبین الکترونی روبشی (SEM) 72
3-4-4- سیستم آنالیز عنصری EDX.. 74
3-4-5-دستگاه طیف سنجی جذب اتمی شعله (FAAS) 74
4-نتیجه‌گیری و بحث………..76
4-1-تعیین مشخصات گرافن عامل دار شده. 76
4-1-1-طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه. 76
4-1-2-تجزیه وزن سنجی گرمایی.. 78
4-1-3-ریخت‌شناسی نانو ذرات با استفاده از ریزبین الکترونی روبشی……..79
4-1-4-بررسی تخلخل نانوکامپوزیت ها 82
4-2-بررسی اثر تورم و جذب آب نانو کامپوزیت‌های کیتوسان. 85
4-3-جذب یون کادمیوم از محلول‌های آبی توسط نانوکامپوزیت هیدروژل های کیتوسان گرافن عامل دار شده……..86
4-3-1-به دست آوردن میزان جاذب بهینه جهت جذب یون کادمیوم. 86
4-3-2-به دست آوردن میزان pH بهینه در جذب یون کادمیوم. 88
4-3-3-به دست آوردن زمان تماس بهینه جهت جذب یون کادمیوم. 90
4-3-4-به دست آوردن میزان غلظت یون کادمیوم جهت جذب بهینه یون کادمیوم. 91
5-نتیجه‌گیری و پیشنهاد‌ها………93
مراجع………….95
فهرست شکل ها
شکل ‏2‑1: ساختار واحدهای منومری سلولز، کیتین و کیتوسان[2] 6
شکل ‏2‑2 ساختار شیمیایی  پلیمرهای کیتین و کیتوسان[2] 7

یک مطلب دیگر :

شکل ‏2‑3 جهت‌گیری زنجیره ها در گاما، بتا و آلفا کیتین[2] 8
شکل ‏2‑4 ساختار لانه‌زنبوری گرافن که عنصر مادر و تشکیل دهنده مواد دیگر همچون گرافیت و کربن و فولرن و کربن نانولوله می باشد[4] 10
شکل ‏2‑5 ایجاد اتصالات عرضی و بررسی سازوکار ساختار پس از چند اصلاح: 14
شکل ‏2‑6 به دست آوردن دانه های کیتوسان در حمام سدیم هیدروکساید[16] 15
شکل ‏2‑7 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی به ترتیب 30 و 500 برابر[16] 16
شکل ‏2‑8 آماده سازی نانو کامپوزیت‌های مغناطیسی کیتوسان[17] 16
شکل ‏2‑9 تغییرات میزان جذب یون آلومینیوم با استفاده از کیتوسان با تغییر pH [18] 17
شکل ‏2‑10 تغییرات میزان جذب یون مس و سرب با استفاده از هیدروژل نانو کامپوزیت‌های کیتوسان/گرافن اکساید با گذشت زمان[20] 18
شکل ‏2‑11 تغییرات میزان جذب یون مس و سرب با استفاده از هیدروژل نانو کامپوزیت‌های کیتوسان/گرافن اکساید با تغییر ترکیب درصد گرافن اکساید[20] 19
شکل ‏2‑12 جذب رنگ های آنیونیEosin Y(سمت چپ) و کاتیونی متیلن بلو(سمت راست) توسط هیدروژل نانو کامپوزیت‌های کیتوسان/گرافن اکساید[20] 19
شکل ‏2‑13 تصویر جدا شدن نانوکامپوزیت مغناطیسی از محلول یونی با استفاده از آهنربا(سمت راست) و تصویر  میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)  از کامپوزیت Fe₃O₄-RGO (سمت چپ)[21]. 20
شکل ‏2‑14 تصویر نمودار جذب انتخابی جیوه از محلول آبی با استفاده از کامپوزیت پلی پیرول/گرافن اکساید احیا شده(سمت راست) و تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)  از این کامپوزیت (سمت چپ)[22]. 21
شکل ‏2‑15 ثبات ایجاد شده در نانوکامپوزیت مونولیت به دلیل استفاده از گرافن اکساید و سایکلودکسترین در مقایسه با مونولیت خالص با گذشت زمان مغروق بودن در آب[23]. 22
شکل ‏2‑16 میزان جذب یون فسفات با استفاده از گرافن در دماهای متفاوت[25]. 23
شکل ‏2‑17 میزان جذب یون فسفات با استفاده از گرافن در غلظت های متفاوت یون فسفات[25]. 23
شکل ‏2‑18 جذب سطحی با استفاده از سامانه غیر پیوسته[26]. 27
شکل ‏2‑19 جذب سطحی با استفاده از سامانه‌های بستر ثابت[26]. 28
شکل ‏2‑20 جذب سطحی با استفاده از سامانه بستر ضربه زده[26]. 28
شکل ‏2‑21 جذب سطحی با استفاده از سامانه بستر متحرک حالت پایا[26]. 29
شکل ‏2‑22 جذب سطحی گاز حامل با استفاده از سامانه‌های بستر سیال شده[26]. 30
شکل ‏2‑23 به دست آوردن گرافن با منشأ گرافیتی[47]. 34
شکل ‏2‑24  احیا گرافن اکساید با استفاده از هیدرات هیدرازین و رسیدن به گرافن[68] 37
شکل ‏2‑25 تغییر رنگ احیا گرافن اکساید(سمت چپ) و تبدیل آن به گرافن(سمت راست)[74]. 37
شکل ‏2‑26 تغییر حجم  0.5 گرافن اکساید در اثر گرمادهی سریع تا 1000 و تبدیل شدن به 75 گرافن[47]. 38
شکل ‏2‑27 تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) از گرافن اکساید احیا شده به روش گرمایی که به شکل یک کاغذ مچاله شده در آمده است[76]. 39
شکل ‏2‑28 به دست آوردن ورق های گرافن عامل دار شده از گرافیت: (الف) اکسید کردن گرافن (ب) عامل دار کردن گرافن اکساید با آلکیل آمید و (ج) احیای گرافن عامل دار شده[85] 45
شکل ‏2‑29 عامل دار کردن گرافن احاطه شده توسط سورفکتانت SDBS با نمک دیازونیوم توسط واکنش جانشینی الکتروفیلی[70]. 46
شکل ‏2‑30 واکنش گروه‌های اکسیژنی کربوکسیل(سمت راست) و هیدروکسیل(سمت چپ) روی سطح گرافن اکساید با ایزوسیانات و تولید گرافن عامل دار شده[88]. 47
شکل ‏2‑31 عامل دار کردن گرافن اکساید با اکتادسیل آمین و استفاده از تیونیل کلراید[64]. 48
شکل ‏2‑32 تولید گرافن اکساید از گرافیت(بالا) و گرفت شدن زنجیره های کیتوسان بر روی سطح گرافن اکساید(پایین)[91]. 49
شکل ‏2‑33 گرفت کردن 1و3- دی پلار سایکولادیشن دیازنیوم ییلد بر روی سطح گرافن[93]. 50
شکل ‏2‑34 اصلاح گرافن با توجه به تعامل π-π بین اوربیتال π از گرافن و پلی ایزوپروپیل آکریلامید اختتام یافته با پیرن[100]. 53
شکل ‏2‑35 طرح‌واره‌ای از اصلاح گرافن با PPESO3-[101]. 54
شکل ‏2‑36 تثبیت گرافن با یون‌های K⁺. 55
شکل ‏2‑37 محیط آزمایش(سمت چپ) و لایه برداری از آند گرافیت(سمت راست)[57]. 58
شکل ‏3‑1 سامانه خشک کردن دی متیل فرمامید. 69
شکل ‏3‑2سامانه خشک کردن تتراهیدروفوران. 71
شکل ‏3‑3 دستگاه TGA.. 72
شکل ‏3‑4 دستگاه ریزبین الکترونی روبشی و دستگاه پوشش دهی سطح نمونه‌ها به منظور ایجاد هدایت الکتریکی. 73
شکل ‏3‑5 طیف مرجع آزمون EDX.. 74
شکل ‏3‑6 دستگاه جذب اتمی Perkin-Elmer مدلAanalyst 100. 75
شکل ‏4‑1 طیف زیر قرمز تبدیل فوریه نمونه‌ها 78
‏4‑2 دمانگاشت نانو ذرات گرافن خالص و اکسیدشده و  عامل دار شده. 79
شکل ‏4‑3 ریزنگار میکروسکوپ الکترونی روبشی از (a نانو ذرات گرافن و (b نانو ذرات گرافن اکسیدشده و (c نانو ذرات گرافن عامل دار شده با تری اتیلن تترامین.. 80
شکل ‏4‑4 تصاویر EDX میکروسکوپ الکترونی روبشی از یک لایه گرافن عامل دار شده با تری اتیلن تترامین (a توزیع گروه‌های عاملی اکسیژن دار(سبز) و نیتروژن دار(قرمز)  (b توزیع گروه‌های عاملی اکسیژن دار (c توزیع گروه‌های عاملی نیتروژن دار (d  نمودار نشان‌دهنده درصد گروه‌های کربنی، اکسیژنی و نیتروژنی.. 82
شکل ‏4‑5 ریزنگار میکروسکوپ الکترونی روبشی از  دانه کیتوسان با بزرگنمایی 70 برابر (a بدون نانو ذرات گرافن عامل دار شده  (b دارای 1% وزنی گرافن عاملدارشده (c دارای 2% وزنی گرافن عامل دار شده و (d دارای 5% وزنی گرافن عامل دار شده. 84
شکل ‏4‑6  ریزنگار میکروسکوپ الکترونی روبشی از  دانه کیتوسان با بزرگنمایی 200برابر (a بدون نانو ذرات گرافن عامل دار شده  (b دارای 1% وزنی گرافن عاملدارشده (c دارای 2% وزنی گرافن عامل دار شده و (d دارای 5% وزنی گرافن عامل دار شده. 84
شکل‏4‑7 تغییرات میزان جذب یون کادمیوم در حضور درصدهای مختلف نانو ذرات عامل دار شده و به دست آوردن میزان بهینه جاذب در pH برابر با 5 و مدت زمان 1 hr و غلظت 50ppm.. 88
شکل‏4‑8 نمودار تغییرات میزان جذب یون کادمیوم توسط جاذب ها با درصدهای متفاوت گرافن عامل دار شده در pH های متفاوت با میزان جاذب 25mg  و مدت زمان 1 hr و غلظت 50ppm.. 90

2-2. روش جداسازی جزء به جزء با کف… 39

2-3. کاهش انرژی آزاد گیبس به دلیل جذب سطحی.. 48

2-4. نفوذ، مرحله کنترلی جذب مولکول­ها در سطح گاز-مایع. 52

2-5. جذب سورفکتانت­های یونی.. 54

2-6. ساختار کف… 55

2-7. مروری بر تاریخچه پیشرفت فرآیند و کارهای انجام شده پیشین.. 58

فصل3 : شرح طراحی سامانه جداسازی جزء به جزء با کف و مراحل آزمایشگاهی.. 64

3-1. طراحی سامانه. 65

3-2. مواد اولیه مورد نیاز. 67

3-3. تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاه­های آنالیز. 70

3-4. روش انجام آزمایش… 71

3-4-1. پیش تصفیه اسید فسفریک تر. 71

3-4-2. روش انجام آزمایش جداسازی جزء به جزء با کف… 72

3-4-3. پارامترهای مهم در ارزیابی فرآیند. 74

فصل4 : بررسی نتایج آزمایشگاهی.. 76

4-1. مقدمه. 77

4-2. نتایج حاصل از خالص سازی اولیه اسید فسفریک… 77

4-3. نتایج حاصل از آزمایشات جداسازی جزء به جزء با کف… 78

4-3-1. تأثیر غلظت سورفکتانت روی کشش سطحی محلول. 79

4-3-2. تأثیر سرعت هوای ورودی روی عمکرد سیستم. 80

4-3-3. تأثیر غلظت سورفکتانت روی عملکرد سیستم. 88

4-3-4. تأثیر زمان بر روی پارامترهای عملکردی سیستم. 90

4-3-5. انتخاب پذیری سورفکتانت­ها نسبت به هر فلز. 92

4-3-6. تأثیر نوع سورفکتانت بر روی فرآیند. 94

4-3-7. نتایج آزمایشهای دو مرحله­ای برای سورفکتانتهای SDS و SFD.. 96

4-3-8. تأثیر غلظت سورفکتانت و سرعت هوای ورودی بر روی اندازه حباب­ها 97

فصل5 : نتیجه گیری و پیشنهادها 103

5-1. نتیجه گیری نهایی.. 104

5-2. مقایسه با کارهای انجام شده پیشین.. 106

5-3. پیشنهادها 108

فصل6 : منابع و مراجع. 109

<p>1-4-3-1- جذب سطحی فیزیکی………………………. 14</p><p>1-4-3-2- جذب سطحی شیمیایی…………………….. 15</p><p>1-4-4- جاذب های مورد استفاده در جذب سطحی………… 16</p><p>1-5- متداولترین جاذب های مورد استفاده در حذف آرسنیک. 17</p><p>1-5-1- کیتوسان و نانوکامپوزیت های آن…………. 17</p><p>1-5-2- آلومینای فعال……………………….. 19</p><p>1-5-3- نانوذرات آهن صفر ظرفیتی………………. 20</p><p>1-6- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 20</p><p>1-6-1- ایزوترم جذب لانگمویر………………….. 21</p><p>1-6-2- ایزوترم فروندلیچ…………………….. 23</p><p>1-7- سنتیک جذب……………………………….. 24</p><p>1-7-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………… 25</p><p>1-7-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………… 25</p><p>1-7-3- مدل نفوذ درون ذره­ای………………….. 26</p><p>1-8- برخی از مواد دارای خاصیت آنتی باکتریال……… 27</p><p>1-8-1- کیتوسان…………………………….. 27</p><p>1-8-2- یون های مس و کمپلکس کیتوسان- مس……….. 28</p><p>1-8-3- نانوذرات نقره……………………….. 29</p><p>1-9- مروری بر کارهای انجام شده…………………. 30</p><p>1-10- اهداف پروژه حاضر………………………… 34</p><p><strong>فصل دوم</strong></p><p><strong>مواد و روش ها</strong></p><p>2-1- مواد شیمیایی مورد استفاده…………………. 39</p><p>2-2- جاذب های مورد استفاده برای حذف آرسنیک&nbsp;<em>(III)</em>……. 42</p><p>2-3- تهیه جاذب ها…………………………….. 42</p><p><a href="http://zusa.ir/%d8%af%d8%a7%d9%86%d9%84%d9%88%d8%af-%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87%d8%ad%d8%b0%d9%81-%d9%87%d9%85%d8%b2%d9%85%d8%a7%d9%86-%d8%a2%d8%b1%d8%b3%d9%86%db%8c%da%a9-%d9%88-%d8%a8/"><img class="alignnone size-full wp-image-587304″ src="http://ziso.ir/wp-content/uploads/2020/10/thesis-paper-88.png” alt="پایان نامه” width="400″ height="178″ /></a></p><p><br /></p><p>2-3-1-&nbsp; روش تهیه کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا…. 42</p><p>2-3-2- روش سنتز نانو جاذب کیتوسان/آلومینا اصلاح شده با مس<em>(II)</em>&nbsp;42</p><p>2-4- دستگاه های مورد استفاده…………………… 43</p><p>2-5- بررسی خصوصیات جاذب ها…………………….. 43</p><p>2-6- روش تهیه محلول استاندارد آرسنیت……………. 44</p><p>2-7- آزمایشات جذب دسته ای (بچ)…………………. 45</p><p>2-7-1- بررسی مقدار بهینه نانوآلومینا در کامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;جهت حذف&nbsp;<em>As(III)</em>…………………………………. 45</p><p>2-7-2- بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;جهت حذف&nbsp;<em>As(III)</em>&nbsp;&nbsp; …………………………….. 46</p><p>2-7-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه آرسنیک بر فرآیند جذب سطحی (مطالعات ایزوترم جذب)…………………………. 46</p><p>2-7-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی&nbsp;<em>As(III)</em>&nbsp;(مطالعات سنتیک جذب)…………………………………… 47</p><p>2-8- بازجذب و استفاده مجدد از جاذب ها…………… 47</p><p>2-9- روش آنالیز………………………………. 48</p><p>2-10- بررسی اثر تداخل یون های رایج……………… 48</p><p>2-11- بررسی خاصیت ضد میکروبی جاذب ها……………. 48</p><p><strong>فصل سوم</strong></p><p><strong>نتایج و بحث</strong></p><p>3-1- بررسی ساختار و ویژگیهای جاذبهای کیتوسان، کیتوسان/نانوآلومینا و مس-کیتوسان/نانوآلومینا<em>……..&nbsp;</em>53</p><p>3-1-1- ویژگی های مورفولوژی جاذب ها…………….. 53</p><p>3-1-2- مطالعاتEDX &nbsp;&nbsp;جاذب ها…………………… 56</p><p>3-1-3- مطالعاتAFM &nbsp;&nbsp;جاذب ها…………………… 57</p><p>3-1-4- مطالعاتXRD &nbsp;&nbsp;جاذب ها…………………… 58</p><p>3-1-5- مطالعات FTIR&nbsp; جاذب ها ………………….. 61</p><p>3-2- ساختار فرضی نانوکامپوزیت کیتوسان/آلومینا……. 66</p><p>3-3- بررسی پارامترهای موثر بر جذب As(III) به روش ناپیوسته در دمای محیط و pH خنثی….. 69</p><p>3-3-1- بررسی مقدار بهینه نانوذرات آلومینا در Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;جهت حذف As<em>(III)</em>…… 69</p><p>3-3-2- &nbsp;بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب اصلاح شده جهت حذف As(III)……… 70</p><p>3-3-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه As<em>(III)</em>بر فرآیند جذب سطحی 71</p><p>3-3-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی As<em>(III)</em>&nbsp;73</p><p>3-4- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 77</p><p>3-4-1- بررسی ایزوترم های جذب As<em>(III)</em>&nbsp;توسط جاذب کیتوسان.. 77</p><p>3-4-1-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 77</p><p>3-4-1-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 78</p><p>3-4-2- بررسی ایزوترم های جذب As<em>(III)</em>&nbsp;توسط نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;81</p><p>3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 81</p><p>3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 82</p><p>3-4-3- بررسی ایزوترم های جذب As<em>(III)</em>&nbsp;توسط نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃……… 84</p><p>3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 84</p><p>3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 85</p><p>یک مطلب دیگر :</p><div><span data-sheets-value="{"1″:2,"2″:"پایان نامه با واژه های کلیدی فتح الله گولن، حزب عدالت و توسعه، جهانی شدن، سیاست خارجی"}” data-sheets-userformat="{"2″:277185,"3″:{"1″:0},"9″:2,"10″:2,"12″:1,"14″:{"1″:2,"2″:353217},"15″:"Calibri, sans-serif","16″:11,"21″:1}” data-sheets-hyperlink="https://pay4sell.ir/42044-2/” style="text-decoration-line: underline; font-size: 11pt; font-family: Calibri, Arial; text-decoration-skip-ink: none; color: rgb(5, 99, 193);"><a class="in-cell-link” href="https://pay4sell.ir/42044-2/” target="_blank">پایان نامه با واژه های کلیدی فتح الله گولن، حزب عدالت و توسعه، جهانی شدن، سیاست خارجی</a></span></div><div><br /></div><p>3-5- سنتیک­های جذب سطحی………………………… 87</p><p>3-5-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………….. 88</p><p>3-5-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………….. 91</p><p>3-5-3- مدل نفوذ درون ذره­ای……………………. 95</p><p>3-6- اثر pH &nbsp;اولیه…………………………….. 98</p><p>6-7- اثر تداخل یون های رایج…………………… 100</p><p>3-8- قابلیت استفاده مجدد از جاذب………………. 101</p><p>3-9- حذف آرسنیک از آب های طبیعی………………. 101</p><p>3-6- فعالیت ضدمیکروبی………………………… 102</p><p>4- نتیجه گیری……………………………….. 104</p><p>5- پیشنهادات………………………………… 106</p><p>6- منابع……………………………………. 107</p><p><strong>فهرست اشکال</strong></p><p>شکل 1-1- &nbsp;مراحل جذب در سطوح درونی…………………. 13</p><p>شکل 1-2- نمودار خطی ایزوترم جذب لانگمویر…………. 22</p><p>شکل 1-3-&nbsp; مقایسه نمودارهای ایزوترم جذب فروندلیچ بر اساس مقادیر n 24</p><p>شکل 3-1- تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه جاذب های &nbsp;(a کیتوسان&nbsp; (b نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;&nbsp;و (c &nbsp;نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;…. 54</p><p>شکل 3-2- میکروگراف های SEM&nbsp; از&nbsp;&nbsp; (a کیتوسان خالص&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;(b نانوکامپوزیت&nbsp; Chitosan/nano-Al₂O₃_&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (c نانوکامپوزیت &nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃_{&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;}پس از جذب………. 55</p><p>شکل3-3- آنالیز EDX مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃. 56</p><p>شکل 3-4- تصاویر AFM&nbsp; از سطح نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;57</p><p>شکل 3-5- پراش اشعه X &nbsp;نمونه نانوذرات آلومینا…….. 58</p><p>شکل 3-6- پراش اشعه X&nbsp; نمونه کیتوسان…………….. 59</p><p>شکل 3-7- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 60</p><p>شکل 3-8- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;60</p><p>شکل 3-9- فازهای کریستالی (a Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;و (b Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp; با توجه به الگوهای XRD آنها… 61</p><p>شکل3-10- طیف FT-IR مربوط به کیتوسان………………. 62</p><p>شکل3-11- طیف FT-IR مربوط به نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 63</p><p>شکل3-12- طیف FT-IR&nbsp; مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;64</p><p>شکل3-13- طیف&nbsp;<em>FT-IR</em>&nbsp; مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;پس از جذب 65</p><p>شکل 3-14- طیف FTIR&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (a کیتوسان خالص&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;(b&nbsp; Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;(c &nbsp;و&nbsp; (d&nbsp; نانوجاذب &nbsp;&nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃_{&nbsp;&nbsp;&nbsp;}قبل و&nbsp;_&nbsp;&nbsp;پس از جذب. 66</p><p>شکل 3-15- ساختار فرضی نانو کامپوزیت کیتوسان/آلومینا. 67</p><p>شکل 3-16- ساختار کمپلکس کیتوسان-مس (a) مدل پل (b) مدل آویز 68</p><p>شکل 3-17- تاثیر غلظت اولیه As<em>(III)</em>&nbsp;&nbsp;بر ظرفیت جذب سطحی جاذب های مورد استفاده………. 72</p><p>شکل 3-18- داده های سنتیک برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;&nbsp;بر روی&nbsp; جاذب های مورد استفاده………. 75</p><p>شکل 3-19-&nbsp; فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای جاذب کیتوسان خالص 78</p><p>شکل 3-20- &nbsp;فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای جاذب کیتوسان خالص 79</p><p>شکل 3-21-&nbsp; فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃…….. 81</p><p>شکل 3-22- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃.. 83</p><p>شکل 3-23-&nbsp; فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوجاذب &nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;85</p><p>شکل 3-24- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوجاذب &nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;86</p><p>شکل 3-25- &nbsp;مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی جاذب کیتوسان 88</p><p>شکل 3-26- &nbsp;مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;&nbsp;روی نانو جاذب Chitosan/nano-Al₂O₃………… 89</p><p>شکل 3-27- &nbsp;مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;90</p><p>شکل 3-28- &nbsp;مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی کیتوسان 91</p><p>شکل 3-29- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;92</p><p>شکل 3-30- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃………. 93</p><p>شکل 3-31- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی کیتوسان 95</p><p>شکل 3-32- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;96</p><p>شکل 3-33- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;96</p><p>شکل 3-34- اثر&nbsp; pH&nbsp; اولیه روی جذب As(III) توسط کیتوسان خالص،&nbsp;&nbsp;&nbsp; Chitosan/nano Al₂O₃&nbsp;&nbsp;&nbsp;و&nbsp;&nbsp;&nbsp; Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99</p><p>شکل3-35- تعیین pH_pzc&nbsp;&nbsp;برای جاذب های کیتوسان ، Chitosan/nano Al₂O₃&nbsp;&nbsp;و&nbsp;&nbsp; Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99</p><p>شکل 3-36- ظرفیت جذب As(III) در حضور آنیون های تداخل (500 mg/l). شرایط آزمایش: غلظت آرسنیک سه ظرفیتی 50 mg/l و مقدار جاذب 2 g/l 100</p><p>شکل 3-37- بازده جذب&nbsp; Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;نسبت به چرخه های بازسازی 101</p><p>شکل3-38- نمودار MIC &nbsp;جاذب ها در برابر گونه های مختلف میکروبی 104</p><p><strong>فهرست جداول</strong></p><p>جدول2-1- مشخصات مهم کیتوسان……………………. 39</p>

 

شکل1-1. ساختار شیمیایی اسید فسفریک… 2

شکل1-2. کاربردهای اسید فسفریک [1] 7

شکل2-1. طبقه بندی روش­های جداسازی به وسیله جذب روی حباب [57] 38

شکل2-2. شکل شماتیک نحوه عملکرد فرآیند جزء به جزء کردن کف… 40

شکل2-3. شماتیک یک حباب بالارونده در ستون کف [61] 40

شکل2-4. تأثیر پارامترهای مختلف در زمان تولید و پایداری کف [56] 42

شکل2-5. نمایی از ساده ترین واحد فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف [59] 43

شکل2-6. جداسازی جزء یه جزء با کف در حالت ساده، الف) نیمه پیوسته، ب) پیوسته [55] 44

شکل2-7. حالت­های مختلف جریان پیوسته، الف) حالت عریان سازی، ب) حالت غنی سازی، پ) حالت ترکیبی [55] 44

شکل2-8. نمایی از حضور سورفکتانت­ها در توده مایع و سطح مشترک گاز- مایع [60]. 49

شکل2-9. نمودار فرضی کشش سطحی بر حسب غلظت سورفکتانت در محلول [55] 50

شکل2-10. نمایی از دولایه الکتریکی در اطراف حباب گاز در یک محلول آبی حاوی سورفکتانت یونی [60] 54

شکل2-11. ساختار سه بعدی کف [69] 56

شکل2-12. تصویر Cyro-SEM از Plateau borders [71] 56

شکل2-13. الف) ساختار کف خشک به دست آمده از آزمایش، ب) ساختار کف خشک حاصل از شبیه سازی کامپیوتری، پ) ساختار کف خیس به دست آمده از آزمایشات، ت) ساختار کف خیس به دست آمده از شبیه سازی کامپیوتری [70]. 57

شکل2-14. بالا کشیده شدن مایع از درون کف با گذشت زمان [60] 58

شکل3-1. شکل شماتیک سامانه کاربردی در فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف… 66

شکل3-2. تصویر سامانه کاربردی در فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف، 1) کمپرسور هوا، 2) روتامتر، 3) اسپارگر، 4) محل­های نمونه برداری یا ورود خوراک، 5) ستون کف، 6) ظرف جمع آوری کف… 67

شکل3-3. ساختار SDS. 68

شکل3-4. ساختار شیمیایی KEN10، n=10. 69

شکل3-5. ساختار شیمیایی SFD.. 70

شکل3-6. شماتیک فرآیند استخراج به عنوان مرحله پیش تصفیه اسید فسفریک… 72

شکل3-7. تصویر سامانه در حین انجام فرآیند. 73

شکل4-1. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت KEN10. 79

شکل4-2. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SDS. 79

شکل4-3. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SFD.. 80

شکل4-4. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-5. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-6. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت KEN10. 82

شکل4-7. درصد H₃PO₄ از دست رفته برای سورفکتانت KEN10. 82

شکل4-8. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-9. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-10. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SDS. 84

شکل4-11. درصد H₃PO₄ از دست رفته برای سورفکتانت SDS. 84

شکل4-12. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SFD.. 85

شکل4-13. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 85

یک مطلب دیگر :

شکل4-14. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SFD.. 86

شکل4-15. درصد H₃PO₄ از دست رفته برای سورفکتانت SFD.. 86

شکل4-16. تأثیر غلظت سورفکتانت KEN10 بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 88

شکل4-17. تأثیر غلظت سورفکتانت SDS بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-18. تأثیر غلظت سورفکتانت SFD بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-19. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 91

شکل4-20. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 91

شکل4-21. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 92

شکل4-22. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 93

شکل4-23. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 93

شکل4-24. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 94

شکل4-25. مقایسه عملکرد سه سورفکتانت در سرعت هوای ورودی و غلظت بهینه هر کدام. 95

شکل4-26. تصویر سامانه در حین انجام فرآیند. 98

شکل4-27. تصویر بزرگ­نمایی شده کف حاصل در سامانه. 99

شکل4-28. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 101

شکل4-29. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 101

شکل4-30. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SFD.. 102

جدول1-1. خصوصیات فیزیکی اسیدفسفریک [3] 2

جدول1-2. خصوصیات فیزیکی خلوص­های مختلف اسیدفسفریک [7] 4

جدول1-3. آنالیز اسید فسفریک تهیه شده به روش تر برخی از سنگ‌های معدن در قسمت‌های مختلف جهان [2]. 13

جدول1-4. تأثیر حضور ناخالصی­ها بر روی فرآیند [12] 15

جدول3-1. خواص فیزیکی اسید فسفریک تر. 68

جدول3-2. خواص فیزیکی SDS. 69

جدول3-3. خواص فیزیکی KEN10. 69

جدول3-4. خواص فیزیکی SFD.. 70

جدول4-1. مشخصات اسیدفسفریک پس از فرآیندهای جذب سطحی و استخراج.. 78

جدول4-2. نتایج آزمایشات دو مرحله­ای برای سورفکتانت­های SDS و SFD.. 96

جدول4-3. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت KEN10. 99

جدول4-4. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SDS. 100

جدول4-5. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SFD.. 100

جدول5-1. مقایسه نتایج کارهای انجام شده پیشین با این پروژه 107

 

چکیده

اسید فسفریك دومین اسید معدنی پر مصرف در دنیا است و به عنوان ماده اولیه در تولید شوینده­ها، محصولات غذایی و دارویی به کار می­رود. بدین لحاظ خالص­سازی اسید فسفریک یکی از نیازهای ضروری صنایع مصرف کننده از آن به شمار می­رود. 95% اسید مصرفی در صنایعی که نیاز به اسید فسفریک خالص دارند به روش حرارتی و تنها 5% آن به روش تر تولید می­شود. اسید تهیه شده به روش حرارتی دارای خلوص بالا بوده ولی هزینه تولید آن بسیار بالا است. با توجه به افزایش سالانه 3/2 تا 5/2%  نیاز به اسید فسفریک خالص، کاهش هزینه تولید آن یکی از نیازهای روز صنعت به شمار می­رود. برای خالص سازی اسید فسفریک تولید شده به روش تر، معمولاً روش استخراج برای حذف عمده ناخالصی­ها انجام شده و برای بالا بردن بیشتر خلوص آن از روش­هایی مانند اولترافیلتراسیون، جذب سطحی، کریستالیزاسیون و تبادل یون استفاده می­شود. این روش­ها با معایبی از قبیل سختی انجام فرآیند، هزینه بالای تأمین و نگهداری تجهیزات، هزینه بالای رزین­ و نیاز به احیای آن روبه رو هستند. همچنین فرآیندهای تبادل یون و جذب سطحی در غلظت­های پایین بازده مناسب­تر هستند.

در این پروژه به منظور حذف ناخالصی­های فلزی از اسید فسفریک تر از روش جداسازی جزء به جزء با کف استفاده شده است که روشی جدید برای انجام این فرآیند محسوب می­شود.

اساس روش جداسازی جزء به جزء با کف، جذب سطحی ناخالصی­ها بر روی کف­های بالارونده از ستون است که همراه با خود، ناخالصی­ها را از درون خوراک خارج کرده و محصولی خالص به جای می­گذارد. این روش علاوه بر بازده بالا، مزیت­هایی از قبیل سهولت در انجام فرآیند، هزینه کم عملیاتی و مصرف انرژی پایین را دارد. همچنین به علت عدم استفاده از حلال­های شیمیایی، فرآیندی سبز به شمار می­رود.

قابلیت این فرآیند در حذف ناخالصی­های اسید فسفریک، تأثیر سرعت هوای ورودی، زمان، غلظت و انتخاب پذیری سورفکتانت­ها نسبت به هر فلز با استفاده از سورفکتانت­های KEN10، SDS و SFD بررسی شد. همچنین تمامی آزمایش­ها در حالت نیمه پیوسته انجام گردید.

برای سورفکتانت KEN10، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 043/0 و غلظت بهینه برابر با 1.2CMC (CMC=0.229 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %19/31 ، نسبت غنی سازی برابر با 95/1 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با 9% است.

برای سورفکتانت SDS، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 020/0 و غلظت بهینه برابر با 2CMC (CMC=0.35 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %20/70، نسبت غنی سازی برابر با 39/4 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با % 26/8 است.

برای سورفکتانت SFD، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 014/0 و غلظت بهینه برابر با CMC (CMC=2.33 mg/cc)  به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با 93/59% ، نسبت غنی سازی برابر با 28/4 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با 71/4% است.

همچنین با انجام دو مرحله آزمایش، درصد حذف کلی فلزات برای سورفکتانت­ SDS برابر با 31/95% و برای سورفکتانت SFD برابر با %09/91 به دست آمد.

کلمات کلیدی:  اسید فسفریک، جزء به جزء کردن کف، حذف فلزات، نونیل فنل اتوکسیلات، سدیم دودسیل سولفات، دی سدیم لورت 3 سولفوسوکسینات.

فصل اول

 

اسید فسفریک