شماره ركورد
31319
پديد آورنده
رامين صادقي
عنوان
بررسي عوامل موثر بر ساخت جاذب كامپوزيتي بيوچار/اكسيد يا هيدروكسيد آن پايه براي حذف رنگ قرمز كنگو
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
سال تحصيل
1403
تاريخ دفاع
1403/06/26
استاد راهنما
رضا نوروزبيگي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي شيمي
چكيده
چكيده
وجود آلايندههاي مختلف نظير فلزات سنگين، آفت كشها، كودهاي شيميايي و به ويژه رنگهاي موجود در پساب صنايع نساجي باعث به وجود آمدن شرايط خطرناك زيست محيطي براي جامعه بشري شده است. افزايش جمعيت و به تبعيت از آن افزايش توليد آلايندهها ضرورت تحقيق و توسعه بر روشهاي علمي و كارآمد براي جلوگيري از اثرات سو زيست محيطي و سلامتي را بيش از پيش دوچندان كرده است. روشهاي مختلفي براي جلوگيري از رها شدن پساب آلوده به رنگها مورد استفاده قرار ميگيرد. يكي از اين روشها كه بازدهي بالايي دارد، جذب سطحي است. جاذبهاي مبتني بر كربن مانند بيوچار، نانولولههاي كربني و غيره به دليل سطح ويژه بالا، تخلخل بالا، سميت كم و غيره توجه محققين را براي استفاده و اصلاح خواص آنها در استفاده به عنوان جاذب جلب كرده است. در اين تحقيق جاذب كامپوزيتي بيوچار/مخلوط اكسيد فلزي با هدف بررسي عوامل موثر بر سنتز نظير نسبت مولي نمكهاي فلزي، نوع و درصد حجمي حلال و درصد وزني بيوچار موجود در كامپوزيت مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از طراحي آزمايش L9 تاگوچي طراحي آزمايش با اين عوامل و هر كدام در سه سطح طراحي و پاسخ ظرفيت جذب آنها در نرم افزار ميني تب مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد اهميت هر عامل براساس مشاركت به ترتيب نسبت مولي نمكهاي فلزي، درصد حجمي اتانول در حلال واكنش و درصد بيوچار موجود در كامپوزيت بر روي ظرفيت جذب تاثيرگذار است. نمونه بهينه معرفي شده توسط نرمافزار سنتز و با مقدار پيشبيني شده مورد مقايسه قرار گرفت كه 1/3 درصد اختلاف داشتند. آزمونهاي مشخصهيابي نظير پراش اشعه ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني، طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ و غيره براي شناسايي خواص فيزيكي و شيميايي كامپوزيت بيوچار/فريت زينك انجام و نتايج مورد تفسير قرار گرفت. با توجه به آزمون جذب-دفع نيتروژن مشخص شد كامپوزيت سنتز شده به طور خيره كنندهاي سطح ويژه بالاتري(6/3 برابر) نسبت به بيوچار خام دارد. عواملي نطير زمان تماس، pH بهينه، تعيين pHpzc ، ميزان جاذب بهينه و تعداد چرخه جذب و استفاده مجدد جاذب نيز با آزمايشهاي مختلف تعيين شدند. ترموديناميك جذب نمونه بهينه مورد بررسي قرار گرفت كه نشان داد جذب بر روي اين كامپوزيت گرماگير و خود به خودي است. همچنين با توجه به انتالپي جذب مشخص شد كه جذب فيزيكي قسمت عمده فرايند جذب را شامل ميشود. بهترين مدل سينتيكي كه بيشترين ضريب همبستگي را داشت مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم بود. از مدلهاي مختلف همدماي جذب مدل لانگموير انطباق بالايي داشت و ظرفيت جذب بيشينه را 322/15 ميلي گرم بر گرم پيشبيني كرد. اين موضوع نشان دهنده جذب تك لايه بر روي سطح همگن است.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/07/21
عنوان به انگليسي
study on effective parameters in the synthesis of iron-based oxide or hydroxide /biochar adsorbent for congo red dye removal
تاريخ بهره برداري
9/16/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رامين صادقي
چكيده به لاتين
The presence of various pollutants, including heavy metals, pesticides, chemical fertilizers, and particularly dyes, in the effluents of textile industries has created hazardous environmental conditions for human society. The increasing population, coupled with the corresponding rise in pollutant production, has amplified the need for research and development of scientific and effective methods to mitigate adverse environmental and health impacts. Several techniques are employed to prevent the release of dye-contaminated wastewater, with surface adsorption being one of the most efficient methods. Carbon-based adsorbents, such as biochar and carbon nanotubes, have garnered significant attention from researchers due to their high specific surface area, porosity, and low toxicity, among other attributes, making them promising candidates for modification and use as adsorbents. In this study, the biochar/mixed metal oxides composite adsorbent was investigated to examine factors influencing its synthesis, including the molar ratio of metal salts, the type and volume percentage of solvent, and the weight percentage of biochar in the composite. The experimental design was conducted using Taguchi's L9 orthogonal array, with these factors considered at three levels each, and their impact on the adsorption capacity response was analyzed using Minitab software. The results indicated that the molar ratio was the most significant factor, followed by the ethanol percentage and the biochar percentage in the composite. The optimal sample, as suggested by the synthesis software, exhibited a 3.1% deviation from the predicted value. Characterization tests, including X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and others, were conducted to elucidate the physical and chemical properties of the biochar/Zinc ferrite composite. The nitrogen adsorption-desorption test revealed that the synthesized composite possessed a specific surface area that was 6.23 times greater than that of the raw biochar. Additional experiments were performed to determine factors such as contact time, optimal pH, point of zero charge (pHpzc), optimal adsorbent dosage, and the number of adsorption and reuse cycles. The thermodynamics of adsorption for the optimal sample were also investigated, demonstrating that the adsorption process on this composite is endothermic and spontaneous. Furthermore, the enthalpy of adsorption suggested that physical adsorption dominates the process. The best-fitting kinetic model, with a correlation coefficient of 0.9923, was the pseudo-second-order kinetic model. Among the various adsorption isotherm models evaluated, the Langmuir model showed the highest conformity, predicting a maximum adsorption capacity of 322/15 mg/g, indicating monolayer adsorption on a homogeneous surface.
كليدواژه هاي فارسي
سنتز , بيوچار , اكسيد آهن
كليدواژه هاي لاتين
synthesis , biochar , iron oxide , congo red
Author
Ramin Sadeghi
SuperVisor
Dr. Reza Norouzbeigi