دانشگاه آزاد اسلامی واحد گچساران

 

دانشکده علوم پایه- گروه شیمی

 

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ((M.Sc))

 

گرایش: شیمی فیزیك

 

 

 

عنوان:

 

مطالعه ترمودینامیكی جذب برخی یون های فلزی بر روی برگ درخت Ziziphus اصلاح شده با نانوگرافن

 

 

 

استاد راهنما:

 

دکتر یدالله سقاپور

 

 

 

بهار 1393

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

 

عنوان…………………………………………. صفحه

                                                                                                                                                   

چکیده…………………………………………… 1

 

فصل اول: مقدمه و تئوری

1-1- مقدمه………………………………………… 3

1-2- اهمیت اندازه‌گیری یون های فلزی…………………… 5

1-2-1- اهمیت اندازه‌گیری روی…………………………. 5

1-2-2- اهمیت اندازه‌گیری سرب…………………………. 5

1-2-3- اهمیت اندازه‌گیری مس………………………….. 6

1-3- روش‌های جداسازی فلزات سنگین……………………… 7

1-4- جذب سطحی……………………………………… 7

1-4-2- عوامل موثر بر سرعت جذب سطحی…………………… 8

1-4-3-ترمودینامیك جذب سطحی………………………….. 9

1-4-4- جذب سطحی و ایزوترم‌های جذب……………………. 10

1-5- ایزوترم جذب در سیستم تك جزئی…………………… 11

1-5-1- ایزوترم لانگمویر…………………………….. 11

1-5-2- ایزوترم فرندلیچ…………………………….. 12

1-6- سینتیك جذب…………………………………… 12

1-7- سیستم‌های جذب سطحی…………………………….. 14

1-7-1- سیستم غیر پیوسته……………………………. 14

1-7-2- سیستم بستر ثابت…………………………….. 15

1-7-3- بستر ضربه زده………………………………. 16

1-7-4- بستر متحرك پایا…………………………….. 16

1-7-5- بستر سیال شده………………………………. 17

1-8- جاذب‌ها………………………………………. 19

1-8-1- جاذب های معدنی……………………………… 20

1-8-2- جاذب های آلی……………………………….. 20

1-8-3- بیوجاذب ها…………………………………. 20

1-8-4- ویژگی های كلی جاذب ها……………………….. 22

1-9- دسته بندی نانو مواد…………………………… 22

1-9-1- نانوذرات…………………………………… 23

1-9-2- كاربردهای نانو ذرات…………………………. 23

1-9-3- خصوصیات ویژه نانوذرات……………………….. 24

1-10- معرفی گرافن…………………………………. 25

1-11- كاربردهای گرافن……………………………… 27

1-11-1- ساخت ترانزیستورهای كوچك با استفاده از گرافن…… 28

1-11-2- ذخیره انرژی……………………………….. 29

1-11-3- ساخت تجهیزات نوری، سلول های خورشیدی و نمایشگرهای لمسی انعطاف‌پذیر 29

1-11-4- استفاده از گرافن برای كاهش زمان شارژ باطری ها…. 29

1-11-5- فیزیك ذرات پرانرژی…………………………. 30

1-12- كلیاتی در موردكربن فعال………………………. 30

1-12-1- مواد اولیه تهیه كربن فعال…………………… 32

1-12-2- ساخت كربن فعال از ضایعات كشاورزی…………….. 34

1-12-3- مراحل ساخت كربن فعال……………………….. 34

1-12-4- فعال سازی كربن…………………………….. 35

1-13- مروری بر كارهای انجام شده…………………….. 36

1-14- معرفی درخت كنار……………………………… 38

 

فصل دوم :بخش تجربی

2-1- مواد شیمیایی مورد نیاز………………………… 40

2-2- دستگاه های مورد استفاده……………………….. 40

2-3- تهیه جاذب زغال فعال برگ درخت كنار………………. 40

2-4- محلول سازی…………………………………… 41

2-4-1- تهیه محلول های سرب، مس و روی…………………. 41

2-5- روش کلی آزمایش ها…………………………….. 42

2-6-بهینه کردن پارامترها…………………………… 43       

2-7-آزمایش های بررسی اثر مقدارجاذب برمیزان جذب……….. 43

2-8-آزمایش های بررسی اثر pHبرمیزان سرب ومس و روی توسط جاذب برگ برگ درخت کنار اصلاح شده وجاذب نانوگرافن………………………. 43

2-9- آزمایش های بررسی اثر دما بر جذب سطحی فلزات سنگین (سرب، مس و روی) برروی دو جاذب برگ درخت کنار اصلاح شده و جاذب نانوگرافن………. 44

2-10- آزمایش های بررسی اثر زمان بر جذب سطحی فلزات سنگین (سرب، مس و روی   44

2-11-آزمایش های بررسی اثر غلظت اولیه محلول فلز سنگین (سرب، مس و روی) بر روی جذب سطحی…………………………………………. 45

2-12- انجام آزمایش های تعادلی………………………. 45

 

فصل سوم:نتایج و بحث

3-1- بررسی اثر مقدار جاذب………………………….. 48

3-2- برسی اثرpH…………………………………… 51

3-3- بررسی اثردما بر جذب سطحی………………………. 54

3-4- بررسی اثر زمان تماس بین جاذب و جذب شونده………… 57

3-5-بررسی مدل های سینتیک جذب……………………….. 60

3-6- بررسی اثر غلظت اولیه بر جذب سطحی……………….. 65

3-7- بررسی نحوه پیروی نتایج بامدل های ایزوترم جذب سطخی… 66

3-8- بررسی ترمودینامیک جذب…………………………. 70

3-9- مقایسه عملکرد جاذب زغال فعال برگ درخت کنار با جاذب زغال فعال برگ درخت کنار اصلاح شده با نانوگرافن…………………………. 72

منابع فارسی………………………………………. 73

منابع غیرفارسی……………………………………. 74

چکیده لاتین……………………………………….. 76

 

 

یک مطلب دیگر :

 

 

 

 

 

فهرست جدول ها

 

عنوان…………………………………………. صفحه       

جدول (1-1): تقسیم بندی جاذب ها……………………… 21

جدول (3-1) بررسی اثر جرم جاذب برگ درخت کناراصلاح شده بر جذب سطح فلزات سرب، مس و روی…………………………………………. 49

جدول (3-2) بررسی اثر جرم جاذب نانوگرافن بر جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی 50

جدول (3-3): بررسی اثر pH بر جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی توسط جاذب برگ درخت کنار اصلاح شده…………………………………….. 52

جدول (3-4) – بررسی اثر pH بر جذب سطحی فلزات سرب،مس، روی توسط جاذب نانوگرافن………………………………………………… 53

جدول (3-5) – بررسی اثر دما بر جذب سطحی فلزات سرب،مس، روی توسط جاذب برگ درخت كناراصلاح شده……………………………………… 55

جدول (3-6) – بررسی اثر دما بر جذب سطحی فلزات سرب،مس، روی توسط جاذب نانوگرافن………………………………………… 56

جدول (3-7) اثر زمان بر میزان جذب فلز سرب، مس و روی با جاذب  برگ درختان کنار اصلاح شده…………………………………………. 58

جدول (3-8):اثر زمان تماس بر میزان جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی با جاذب نانوگرافن………………………………………… 59

جدول (3-9) ثابت هاوضرایب رگرسیون مدل های سینتیکی برای جذب سرب و مس و روی بر جاذب های برگ درخت کنار اصلاح شده و جاذب نانوگرافن……… 64

جدول (3-10):اثر غلظت اولیه محلول بر میزان جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی با جاذب برگ درخت كناراصلاح شده…………………………. 66

جدول (3-11):اثر غلظت اولیه محلول بر میزان جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی با جاذب نانوگرافن……………………………………. 66

جدول (3-12): ثوابت و ضرائب رگرسیون مدل های سنتیكی برای جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی با جاذب  برگ درخت كناراصلاح شده و جاذب نانوگرافن. 70

جدول (3-13): اطلاعات ترمودینامیكی جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی برای جاذب برگ درخت كناراصلاح شده وجاذب نانوگرافن…………………… 71

 

 

فهرست شکل ها

 

شکل…………………………………………… صفحه

شكل (1-1) نمایش جذب سطحی غیر پیوسته…………………. 15

شكل (1-2) پیشرفت ناحیه جذب سطحی در جاذب بستر ثابت…….. 16

شكل (1-3): واحد جذب سطحی بستر ضربه زده………………. 17

شكل (1-4): جذب سطحی بستر متحرك حالت پایا…………….. 18

شكل (1-5): عملكرد جاذب بستر سیال شده………………… 18

 

 

 

 

 

فهرست نمودارها

 

نمودارها………………………………………. صفحه

نمودار (3-1): تغییرات جذب سطحی  با مقدار جاذب زغال فعال برگ درخت کنار اصلاح شده……………………………………………… 49

نمودار (3-2): بررسی اثر جرم جاذب نانوگرافن بر جذب سطحی فلزات سنگین (سرب، مس و روی)…………………………………………… 50

نمودار (3-3): بررسی اثر PH بر جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی توسط جاذب زغال فعال برگ درخت کنار………………………………… 52

نمودار (3-4): بررسی اثر PH بر جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی توسط جاذب نانوگرافن………………………………………… 53

نمودار (3-5): بررسی اثر دما بر جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی توسط جاذب زغال فعال برگ درخت كنار………………………………… 55

نمودار (3-6)تغییرات جذب سطحی فلزات سرب، مس و روی با دما بر جاذب نانوگرافن………………………………………………… 56

نمودار (3-7): اثر زمان تماس بر میزان جذب فلز سرب، مس و روی با جاذب برگ درخت کنار اصلاح شده…………………………………….. 58

نمودار (3-8): اثر زمان تماس بر میزان جذب فلز سرب،مس، روی با جاذب نانوگرافن………………………………………………… 59

نمودار (3-9): فرم خطی مدل سینتیکی مرتبه اول برای جذب فلز سرب، مس و روی با جاذب زغال فعال برگ درخت کنار اصلاح شده……………….. 61

نمودار (3-10): فرم خطی مدل سینتیکی مرتبه دوم برای جذب فلز سرب، مس و روی با جاذب زغال فعال برگ درخت کنار اصلاح شده……………….. 61