21217

۲۱۲۱۷

سنتز و شناسايي نانو جاذب هاي رُسي و كاربرد آن ها در حذف تركيبات رنگي

كارشناسي ارشد

علوم و فن اوري نانو - نانوشيمي

۱۳۹۸/۰۶/۱۱

دكتر منصور انبياء

دكتر افسانه سادات لاريمي

شيمي

در اين تحقيق، خاك¬رس پيلارشده با سيليكا (SPC) از طريق اعمال فرآيند پيلارسازي بر روي مونت‌موريلونيت (Mt)، تهيه و به منظور استفاده در حذف رنگ اسيد آبي 92 (AB 92)، توسط كيتوسان (SPC/CTS) و درصدهاي مختلفي از پلي دي‌آليل دي‌متيل آمونيوم كلريد (SPC/PDDA-5، SPC/PDDA-10 و SPC/PDDA-15) اصلاح گرديد. خواص ساختاري نانوكامپوزيت‌هاي تهيه شده با استفاده از آناليز¬هاي دستگاهي مختلف مورد شناسايي قرار گرفت. بررسي اثر اصلاح شيميايي بر حذف رنگ AB 92، حاكي از كارايي بالاي نانوكامپوزيت SPC/PDDA-15 نسبت به ساير جاذب¬ها بوده و براي ادامه¬ي مطالعات جذبي انتخاب شد. تأثير 4 پارامتر عملياتي شامل غلظت، مقدار جاذب، pH و زمان تماس بر فرآيند حذف رنگ با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) و طرح مركب مركزي (CCD)، در 22 آزمايش و 5 سطح مورد بررسي و بهينه¬سازي قرار گرفت. مقادير بهينه براي ماكسيمم درصد حذف، غلظتِ 120 ميلي¬گرم بر ليتر از رنگ، مقدار 02ر0 گرم جاذب، زمان 120 دقيقه و 5 = pH به دست آمد كه در اين شرايط، ميانگين ظرفيت جذب SPC/PDDA-15 در 5 تكرار 298 ميلي‌گرم بر گرم و RSD% روش 401ر0 محاسبه شد. داده‌هاي تعادلي جذب به خوبي با مدل لانگموير (9998ر0=R2) قابل توصيف هستند كه بيانگر جذب تك‌لايه و شيميايي مولكول¬هاي رنگ بر روي سطح SPC/PDDA-15 مي‌باشد. همچنين بررسي چهار مدل سينتيكي نشان داد كه فرآيند جذب با ضريب همبستگي 9996ر0 تطابق خوبي با مدل شبه مرتبه¬ي دوم دارد. بعلاوه پس از بررسي تأثير دما بر ظرفيت جذبِ جاذب منتخب و پارامتر¬هاي ترموديناميكي، فرآيند جذب خودبخودي و گرمازا معرفي گرديد. مطالعات بازيابي و استفاده¬ي مجدد از جاذب، حاكي از حفظ بيش از 90 درصدِ ظرفيتِ جذب بود كه پس از 5 چرخه¬ي جذب و واجذب توسط محلول 5ر0 مولار سديم هيدروكسيد به دست آمد. پژوهش حاضر، استفاده از SPC/PDDA-15 را به عنوان جاذبي ارزان‌قيمت و زيست‌سازگار، در كنار سهولت سنتز، ظرفيت جذب بالا و قابليت بازيابي مجدد براي حذف انواع رنگ‌هاي آنيوني-آزو پيشنهاد مي¬دهد.

1398/07/03

Synthesis and characterization of nano clay adsorbents and their application in the removal of coloured compounds

9/1/2020 12:00:00 AM

In this study, the silica-pillared clay (SPC) and functionalized samples by chitosan (SPC/CTS) and different amounts of polydiallyldimethylammonium chloride (SPC/PDDA-5, SPC/PDDA-10, and SPC/PDDA-15) have been synthesized and have been employed as a low-cost absorbent in the removal of Acid Blue 92 from aqueous solution. The structural variation of functionalized and unfunctionalized samples confirmed by several characterization techniques. The influence of the operational factors such as dye concentration, adsorbent dosage, contact time and pH on AB 92 removal was studied by applying response surface methodology (RSM). Investigating the effect of chemical modification show that SPC/PDDA-15 is very effective in the adsorption of AB 92 from aqueous solutions. From RSM results, the optimum values in the range of amounts studied for the maximum response of adsorption percentage were achieved to be 120 (mg L-1) of dye concentration, 0.02 (mg) of adsorbent, contact time 120 (min) and pH 5. The adsorption equilibrium data were well described by the Langmuir isotherm and the adsorption process fitted very well with a pseudo-second-order model. The values of thermodynamic parameters indicate the nature of adsorption is exothermic and spontaneous. Desorption of the AB 92 from the nanocomposite was achieved by using 0.5 M NaOH. Results of reused experiments showed that the adsorption capacity of the selected adsorbent could maintain in 90% above after 5 successive adsorption-desorption cycles. In light of its easy synthesis, excellent adsorption capacity and high reusability, SPC/PDDA-15 can be deemed as a potentially promising adsorbent for the highly-efficient elimination of anionic azo dye pollutants from aqueous solution.