1-4-3-1- جذب سطحی فیزیکی………………………. 14

1-4-3-2- جذب سطحی شیمیایی…………………….. 15

1-4-4- جاذب های مورد استفاده در جذب سطحی………… 16

1-5- متداولترین جاذب های مورد استفاده در حذف آرسنیک. 17

1-5-1- کیتوسان و نانوکامپوزیت های آن…………. 17

1-5-2- آلومینای فعال……………………….. 19

1-5-3- نانوذرات آهن صفر ظرفیتی………………. 20

1-6- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 20

1-6-1- ایزوترم جذب لانگمویر………………….. 21

1-6-2- ایزوترم فروندلیچ…………………….. 23

1-7- سنتیک جذب……………………………….. 24

1-7-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………… 25

1-7-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………… 25

1-7-3- مدل نفوذ درون ذره­ای………………….. 26

1-8- برخی از مواد دارای خاصیت آنتی باکتریال……… 27

1-8-1- کیتوسان…………………………….. 27

1-8-2- یون های مس و کمپلکس کیتوسان- مس……….. 28

1-8-3- نانوذرات نقره……………………….. 29

1-9- مروری بر کارهای انجام شده…………………. 30

1-10- اهداف پروژه حاضر………………………… 34

فصل دوم

مواد و روش ها

2-1- مواد شیمیایی مورد استفاده…………………. 39

2-2- جاذب های مورد استفاده برای حذف آرسنیک (III)……. 42

2-3- تهیه جاذب ها…………………………….. 42

 

2-3-1-  روش تهیه کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا…. 42

2-3-2- روش سنتز نانو جاذب کیتوسان/آلومینا اصلاح شده با مس(II) 42

2-4- دستگاه های مورد استفاده…………………… 43

2-5- بررسی خصوصیات جاذب ها…………………….. 43

2-6- روش تهیه محلول استاندارد آرسنیت……………. 44

2-7- آزمایشات جذب دسته ای (بچ)…………………. 45

2-7-1- بررسی مقدار بهینه نانوآلومینا در کامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃ جهت حذف As(III)…………………………………. 45

2-7-2- بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ جهت حذف As(III)   …………………………….. 46

2-7-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه آرسنیک بر فرآیند جذب سطحی (مطالعات ایزوترم جذب)…………………………. 46

2-7-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی As(III) (مطالعات سنتیک جذب)…………………………………… 47

2-8- بازجذب و استفاده مجدد از جاذب ها…………… 47

2-9- روش آنالیز………………………………. 48

2-10- بررسی اثر تداخل یون های رایج……………… 48

2-11- بررسی خاصیت ضد میکروبی جاذب ها……………. 48

فصل سوم

نتایج و بحث

3-1- بررسی ساختار و ویژگیهای جاذبهای کیتوسان، کیتوسان/نانوآلومینا و مس-کیتوسان/نانوآلومینا…….. 53

3-1-1- ویژگی های مورفولوژی جاذب ها…………….. 53

3-1-2- مطالعاتEDX   جاذب ها…………………… 56

3-1-3- مطالعاتAFM   جاذب ها…………………… 57

3-1-4- مطالعاتXRD   جاذب ها…………………… 58

3-1-5- مطالعات FTIR  جاذب ها ………………….. 61

3-2- ساختار فرضی نانوکامپوزیت کیتوسان/آلومینا……. 66

3-3- بررسی پارامترهای موثر بر جذب As(III) به روش ناپیوسته در دمای محیط و pH خنثی….. 69

3-3-1- بررسی مقدار بهینه نانوذرات آلومینا در Chitosan/nano-Al₂O₃ جهت حذف As(III)…… 69

3-3-2-  بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب اصلاح شده جهت حذف As(III)……… 70

3-3-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرآیند جذب سطحی 71

3-3-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی As(III) 73

3-4- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 77

3-4-1- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط جاذب کیتوسان.. 77

3-4-1-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 77

3-4-1-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 78

3-4-2- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃ 81

3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 81

3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 82

3-4-3- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃……… 84

3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 84

3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 85

یک مطلب دیگر :

3-5- سنتیک­های جذب سطحی………………………… 87

3-5-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………….. 88

3-5-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………….. 91

3-5-3- مدل نفوذ درون ذره­ای……………………. 95

3-6- اثر pH  اولیه…………………………….. 98

6-7- اثر تداخل یون های رایج…………………… 100

3-8- قابلیت استفاده مجدد از جاذب………………. 101

3-9- حذف آرسنیک از آب های طبیعی………………. 101

3-6- فعالیت ضدمیکروبی………………………… 102

4- نتیجه گیری……………………………….. 104

5- پیشنهادات………………………………… 106

6- منابع……………………………………. 107

فهرست اشکال

شکل 1-1-  مراحل جذب در سطوح درونی…………………. 13

شکل 1-2- نمودار خطی ایزوترم جذب لانگمویر…………. 22

شکل 1-3-  مقایسه نمودارهای ایزوترم جذب فروندلیچ بر اساس مقادیر n 24

شکل 3-1- تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه جاذب های  (a کیتوسان  (b نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃   و (c  نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ …. 54

شکل 3-2- میکروگراف های SEM  از   (a کیتوسان خالص     (b نانوکامپوزیت  Chitosan/nano-Al₂O₃     (c نانوکامپوزیت  Cu-chitosan/nano-Al₂O₃      پس از جذب………. 55

شکل3-3- آنالیز EDX مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃. 56

شکل 3-4- تصاویر AFM  از سطح نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ 57

شکل 3-5- پراش اشعه X  نمونه نانوذرات آلومینا…….. 58

شکل 3-6- پراش اشعه X  نمونه کیتوسان…………….. 59

شکل 3-7- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 60

شکل 3-8- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ 60

شکل 3-9- فازهای کریستالی (a Chitosan/nano-Al₂O₃  و (b Cu-chitosan/nano-Al₂O₃  با توجه به الگوهای XRD آنها… 61

شکل3-10- طیف FT-IR مربوط به کیتوسان………………. 62

شکل3-11- طیف FT-IR مربوط به نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 63

شکل3-12- طیف FT-IR  مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ 64

شکل3-13- طیف FT-IR  مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ پس از جذب 65

شکل 3-14- طیف FTIR         (a کیتوسان خالص       (b  Chitosan/nano-Al₂O₃         (c  و  (d  نانوجاذب   Cu-chitosan/nano-Al₂O₃   قبل و   پس از جذب. 66

شکل 3-15- ساختار فرضی نانو کامپوزیت کیتوسان/آلومینا. 67

شکل 3-16- ساختار کمپلکس کیتوسان-مس (a) مدل پل (b) مدل آویز 68

شکل 3-17- تاثیر غلظت اولیه As(III)  بر ظرفیت جذب سطحی جاذب های مورد استفاده………. 72

شکل 3-18- داده های سنتیک برای جذب As(III)  بر روی  جاذب های مورد استفاده………. 75

شکل 3-19-  فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای جاذب کیتوسان خالص 78

شکل 3-20-  فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای جاذب کیتوسان خالص 79

شکل 3-21-  فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃…….. 81

شکل 3-22- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃.. 83

شکل 3-23-  فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوجاذب  Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ 85

شکل 3-24- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوجاذب  Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ 86

شکل 3-25-  مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III) روی جاذب کیتوسان 88

شکل 3-26-  مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III)  روی نانو جاذب Chitosan/nano-Al₂O₃………… 89

شکل 3-27-  مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III) روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ 90

شکل 3-28-  مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III) روی کیتوسان 91

شکل 3-29- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III) روی Chitosan/nano-Al₂O₃ 92

شکل 3-30- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III) روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃………. 93

شکل 3-31- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III) روی کیتوسان 95

شکل 3-32- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III) روی Chitosan/nano-Al₂O₃ 96

شکل 3-33- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III) روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃ 96

شکل 3-34- اثر  pH  اولیه روی جذب As(III) توسط کیتوسان خالص،    Chitosan/nano Al₂O₃   و    Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99

شکل3-35- تعیین pH_pzc  برای جاذب های کیتوسان ، Chitosan/nano Al₂O₃  و   Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99

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

شکل 3-37- بازده جذب  Cu-chitosan/nano-Al₂O₃  نسبت به چرخه های بازسازی 101

شکل3-38- نمودار MIC  جاذب ها در برابر گونه های مختلف میکروبی 104

فهرست جداول

جدول2-1- مشخصات مهم کیتوسان……………………. 39