23509

بررسي جذب رنگ با استفاده از كريوژل‌هاي برپايه سلولز

كارشناسي ارشد

شيمي آلي

1399-1400

1399/10/27

شهرزاد جوانشير

شيمي

در چند دهه‌ي اخير، آلودگي مربوط به كارخانجات و صنايع، از مشكلات اساسي در جهان به شمار مي‌رود كه دانشمندان جهان را به تكاپو واداشته است تا به دنبال راه حلي براي رفع ‌‌اين معضل بيابند. استفاده از فرآيند جذب بدليل آسان بودن، كم هزينه بودن، در دسترس بودن و اثربخشي بالاي فرآيند، در ميان بقيه‌ي فرآيندها با استقبال شگرفي مواجه است. استفاده از جاذب‌هايي با كارآيي بالا اصلي‌ترين مورد در زمينه فرآيند جذب مي‌باشد. در مطالعه پيش رو، سلولز ميكروكريستالي (MCC) از پوسته‌ي بادام زميني كه‌ يك زباله سبز مهم در كشاورزي محسوب مي‌شود، با استفاده از هيدروليز اسيد/ باز استخراج شده است. پس از استخراج ‌‌اين تركيب، كرايوژل‌هاي بر پايه سلولز به عنوان جاذب براي جذب رنگ آروماتيك رودامين بي از طريق سيستم حلال اوره/ سود توليد شدند. در حقيقت، ‌يك فرآيند ساده براي ساخت ‌‌اين جاذب‌ها از زيست توده -پوسته بادام زميني باقي مانده از تركيب ليگنوسلولز- با استفاده از‌ يك فرآيند شيميايي-مكانيكي بدون استفاده از مواد اضافي ‌يا تغييرات سطحي استفاده شده است. ‌‌اين تكنيك شامل خردكردن و آسياب كردن با استفاده از آسياب توپي مي‌باشد كه در نهايت دو نوع جاذب توليد مي‌شود. خصوصيات ‌‌اين جاذب‌ها با استفاده از آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، پراش اشعه‌‌ايكس (XRD)، طيف سنجي مادون قرمز (FT-IR)، تكنيك جذب-واجذب نيتروژن، ميكروسكوپ نيروي اتمي ( (AFMو آناليز گرماسنجي حرارتي (TGA) بررسي شد. پارامترهاي موثر بر فرآيند جذب از قبيل زمان تعادل، غلظت اوليه محلول، pH محلول، مقدار جاذب و دماي محلول مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و نتايج حاصل گزارش شد. به منظور بررسي نتايج حاصل از فرآيند جذب، مدل‌هاي جذبي لانگموير و فروندليچ مورد استفاده قرار گرفتند و مشخص شد كه جذب بر روي جاذب كريوژل سلولزي بدست آمده از دو روش خردكردن و آسياب‌كردن از مدل جذبي لانگموير پيروي مي‌كند. همچنين مطالعات سينتيكي حاكي از آن است كه هر دو نوع جاذب از سينتيك شبه مرتبه دوم پيروي ‌مي‌كنند.

1400/01/14

Investigation of dye adsorption using cellulose-based cryogels

1/17/2022 12:00:00 AM

In recent decades, pollution from factories and industries has been one of the major problems in the world, which has led scientists around the world to find a solution to this problem. The use of the absorption process is extremely popular among other processes due to its ease, low cost, availability and high process efficiency. The use of high efficiency adsorbents is the main issue in the adsorption process. In the present study, microcrystalline cellulose (MCC) was extracted from peanut shell, which is an important green waste in agriculture, using acid / base hydrolysis. After extraction of this compound, cellulose-based cryogels were produced as adsorbents for the adsorption of rhodamine B aromatic dye through the urea / sodium solvent system. In fact, a simple process to make these adsorbents from biomass - a peanut shell left over from a lignocellulose compound - using a mechanochemichal process without the use of additives or surface changes. This technique involves grinding and ball milling, which ultimately produces two types of adsorbents. Characterization of these adsorbents using scanning electron microscopy (SEM) analysis, X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FT-IR), nitrogen adsorption technique, atomic force microscopy (AFM) and thermal calorimetric analysis (TGA) Parameters affecting the adsorption process such as equilibrium time, initial solution concentration, solution pH, adsorbent amount and solution temperature were studied and the results were reported. To evaluate the results of the adsorption process, Langmuir and Freundlich was used and it was found that the adsorption on the cellulose-based cryogel adsorbent obtained by the two methods of grinding and ball milling follows the Langmuir adsorption model. Kinetic studies also show that both types of adsorbents follow pseudo-second-order kinetics.