13799

13799

سنتز و بررسي سيليكاهاي نانوپروس اصلاح شده با گروه هاي عاملي آلي و كاربرد آنها براي حذف يونهاي لانتانيم و سريم

دكتري

شيمي - معدني

آبان 1393

آبان 1393

دكتر آزاده تجردي - دكتر روح الله زارع دورابي

چكيده در اين رساله، شش مرحله كار پژوهشي ذيل انجام شده است: كار پژوهشي اول، سنتز SBA-15 به روش هيدروترمال و عاملدار كردن آن با استفاده از ليگاند شيف باز n- ( 2- هيدروكسي ساليسيل آلدايمين) مي باشد (HESI-SBA-15).اين جاذب با استفاده از تكنيك هاي پراش پرتو ايكس(XRD) ، ميكروسكوپ عبوري الكترون(SEM)، جذب- واجذب نيتروژن (BET/BJH)، طيف بيني زيرقرمز تبديل فوريه(FT-IR)، آناليز وزن- سنجي(TGA/DTA) و آناليز عنصري(EA) مورد شناسايي قرار گرفت. كار پژوهشي دوم، بررسي كاربرد جاذب HESI-SBA-15براي حذف يونهاي كمياب خاكي (لانتانيم و سريم) از سيستم هاي آبي مي باشد. در بررسي حذف لانتانيم، از روش يك متغير در زمان و به روش آناليز ناپيوسته استفاده شد. تاثير پارامتر هاي مقدار جاذب، زمان هم زدن، غلظت اوليه محلول فلزي و pH بر ميزان جذب لانتانيم مورد مطالعه قرار گرفت. با افزايش pH و مقدار جاذب و همچنين كاهش غلظت محلول لانتانيم، ميزان جذب افزايش نشان داده است به طوريكه در 7 =pH، 07/0 گرم از جاذب و 20 ميلي گرم بر ليتر از غلظت محلول اوليه، حدود 99 در صد جذب اتفاق افتاده است. اين شرايط به عنوان شرايط بهينه براي آزمايش هاي بعدي حذف لانتانيم بر روي جاذب 15 HESI-SBA- در نظر گرفته شد. از خصوصيات مساعد اين جاذب، قابليت بازيابي و استفاده چندباره از جاذب است همچنين تكرار پذيري روش، اثر يونهاي مزاحم، مطالعات سينتيكي و تعادلي فرايند جذب مورد مطالعه قرار گرفت. مدل سينتيكي جذب از نوع شبه درجه دوم و مدل تعادلي از نوع فروندليچ بود. دركار پژوهشي سوم، حذف يون سريم بر روي جاذب HESI-SBA-15با استفاده از نرم افزار طراحي آزمايش به روش طرح مركب مركزي، براي بهينه كردن فاكتور هاي موثر بر ميزان جذب، انجام گرفت. شيوه¬ي طرح مركب مركزي براي بدست آوردن برهم¬كنش¬ بين فاكتورهاي موثر بر روي جذب و بهينه سازي شرايط آزمايشات به¬كار برده شد. براي درك بهتر برهم كنش بين پارامتر ها و تاثير آنها در ميزان جذب از نمودار سطح پاسخ سه بعدي و همچنين براي مناسب بودن مدل و مطابقت مدل پيشنهادي با داده هاي تجربي حاصل از جدول تحليل واريانس، استفاده شد. مقدار بهينه فاكتور ها 07/0 گرم جاذب، 6pH= ، غلظت سريم 30 ميلي‌گرم بر ليتر و زمان هم زدن 45 دقيقه بدست آمد. از خصوصيات مساعد جاذب استفاده شده، قابليت بازيابي خوب و استفاده چندباره از آن است. تكرار پذيري روش، آناليز نمونه هاي حقيقي، مطالعات سينتيكي و تعادلي فرايند جذب مورد مطالعه قرار گرفت. مدل سينتيكي جذب از نوع شبه درجه دوم و مدل تعادلي از نوع لانگمير مي باشد. كار پژوهشي چهارم، عاملدار كردن SBA-15 با استفاده از ليگاند شيف باز N ، N´- بيس(ساليسيليدن) اتيلن دي آمين مي باشد (BSEA-SBA-15). اين جاذب با استفاده از تكنيك هاي پراش پرتو ايكس(XRD) ، ميكروسكوپ عبوري الكترون(SEM)، جذب- واجذب نيتروژن (BET/BJH)، طيف بيني زير قرمز تبديل فوريه(FT-IR)، آناليز وزن سنجي(TGA/DTA) و آناليز عنصري (EA) مورد شناسايي قرار گرفت. كارهاي پژوهشي پنجم و ششم، به ترتيب جذب يونهاي لانتانيم و سريم بر روي جاذب SBA-15 BSEA- با استفاده از نرم افزار طراحي آزمايش مي باشد. شيوه¬ي طرح مركب مركزي براي بررسي برهم¬كنش¬ بين فاكتورهاي موثر جذب و بهينه سازي شرايط آزمايش ها به¬كار برده شد. براي درك بهتر برهم كنش بين پارامتر ها و تاثير آنها در ميزان جذب، از نمودار سطح پاسخ سه بعدي و همچنين براي مناسب بودن مدل و مطابقت مدل پيشنهادي با داده هاي تجربي حاصل از جدول تحليل واريانس استفاده شد. مقدار بهينه فاكتور ها براي حذف يون لانتانيم 03/0 گرم جاذب، 4pH= ، غلظت لانتانيم 45 ميلي‌گرم بر ليتر و زمان هم زدن 80 دقيقه و براي حذف يون سريم 07/0 گرم جاذب، 6pH= ، غلظت لانتانيم 45 ميلي‌گرم بر ليتر و زمان هم زدن 60 دقيقه بدست آمد. اين جاذب براي يونهاي لانتانيم و سريم قابليت بازيابي خوبي نشان داد و بعد از چهار مرحله جذب – واجذب كاهش جزئي در ميزان جذب مشاهده شد. تكرار پذيري روش، آناليز نمونه هاي حقيقي، مطالعات سينتيكي و تعادلي فرايند جذب مورد مطالعه قرار گرفت. مدل سينتيكي جذب از نوع شبه درجه دوم و مدل تعادلي براي حذف يونهاي لانتانيم و سريم به ترتيب از نوع لانگمير و فروندليچ بود. كلمات كليدي: SBA-15، سريم، لانتانيم، طرح مركب مركزي - ليگاند شيف باز