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

6  مهر 1392

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)

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

الف

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

ب

2-8- سنتز IIP. 36

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

یک مطلب دیگر :

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

پ

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

3-1-3-1- بررسی اثر pH.. 53

3-1-3-2- تعیین pH نقطه صفر IIP. 56

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.. 69

3-2-3-2- اثر مقدار جاذب… 70

3-2-3-3- اثر زمان تماس…. 71

ت

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

3-2-3-5- واجذب جیوه(II) از روی IIP. 75

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. 77

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

جدول (2-1)، طیف های  IR.. 33

جدول (2-2)، اطلاعات استخراج شده از طیف های  IR.. 40

جدول(2-3)، مدل های ایزوترمی و معادله های خطی و غیر خطی آنها 44

جدول(2-4) فرم خطی و غیر خطی معادلات سنتیک جذب سطحی.. 47

جدول (3-1-1)، واجذب یون ‌های فلزی نقره، جیوه، کادمیوم و سرب از روی نانو ذره 59

جدول (3-1-2)، پارامترهای مختلف روابط ایزوترمها 62

جدول(3-1-3)، مقایسه ظرفیت چند جاذب برای جذب سطحی یون‌های مورد بررسی.. 63

جدول (3-1-4)، آنالیز داده‌های سینتیکی.. 64

جدول (3-2-1)، پارامترهای مختلف روابط ایزوترمها و ضریب همبستگی ® و درصد خطا 74

جدول (3-2-2)، واجذب یون فلزی جیوه از روی IIP. 75

جدول (3-2-3)، آنالیز داده‌های سینتیکی.. 77

جدول(3-2-4)، مشخصات تجزیه ای روش برای اندازه گیری جیوه 80

جدول(3-2-5)، نتایج تجربی برای نمایش توانایی روش پیشنهادی.. 81

جدول (3-2-6)، مقایسه حد تشخیص روشهای مختلف برای اندازه گیری جیوه 82

شکل (1-1)، مکانیسم تشکیل نانوذرات مگنتیت… 10

شکل(1-2)، شمایی از پایدار کردن نانوذرات مغناطیسی وعامل دار کردن سطح آنها 14

شکل (1-3)، شمایی از از فرایند جداسازی با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی آهن.. 16

شکل (2-1)، سنتز نانو‌ذره  MAMNPs 31

شکل(2-2)، الگوی XRD مربوط به MAMNPs 32

شکل (2-3 )، الگوی TEM مربوط به (a)  MNPs، MAMNPs (b) 32

شکل (2-4)، طیف IR مربوط بهa) MNPs ، b) مونومر مرکاپتو اتیل آمین،c )  MAMNPs 33

شکل (2-5)، مراحل سنتز IIP. 37

شکل (2-6 )، الگوی TEM مربوط به IIP. 38

شکل (2-7)، الگوی XRD مربوط به IIP. 38

شکل (2-8)، طیف IR مربوط به a)MNPs ، b)Fe₂O₃@SiO₂ ، c) مونومر مرکاپتو اتیل آمین…40                .شکل (3-1-1)، مکانیسم جذب فلزات توسط نانوذره MAMNPs 56

شکل (3-1-2)، در صد حذف یون های فلزی pHهای مختلف: 55

شکل(3-1-3)، پتانسیل زتا درpH های مختلف برای IIP. 56

شکل( 3-1-4)، درصد حذف یون‌‌های فلزی در مقادیر متفاوت جاذب… 57

شکل(3-1-5)، درصد حذف یون‌های فلزی در زمان‌های متفاوت. 58

چ

شکل (3-1-6)، زمان واجذب یون‌های فلزی (الف) کادمیوم، (ب) نقره، (ج) جیوه و (د) سرب… 60

شکل(3-1-7)، نمودار ایزوترمی برای حذف یون های فلزی.. 61

شکل (3-2-1)، مقدار یون فلزی جیوه (II) جذب شده در  pH های مختلف. 70

شکل (3-2-2)، درصد حذف جیوه(II) در مقادیر متفاوت جاذب… 71

شکل (3-2-3)، درصد حذف یون‌های فلزی جیوه (II)، در زمان‌های متفاوت. 72

شکل (3-2-4)، نمودار ایزوترم برای یون فلزی جیوه (II) روی  MIPو NIP. 73

شکل (3-2-5)، زمان واجذب یون جیوه (II) از سطح جاذب… 76

شکل (3-2-6)، بررسی اثر حجم اولیه یون فلزی جیوه (II) در شرایط بهینه. 78

شکل (3-2-7)، منحنی کالیبراسیون جیوه(II) 79

کلیات و مباحث تئوری