25073

استفاده از پسماند صنايع در تهيه نانوكامپوزيت كيتوسان/كربن فعال جهت حذف آلاينده‌هاي آلي از محيط‌هاي آبي

كارشناسي ارشد

شيمي

1399-1400

1400/03/02

دكتر منصور انبياء- دكتر رحمت الله رحيمي

شيمي

در اين پژوهش كارايي نانوكامپوزيت كيتوسان/كربن فعال اصلاح شده با آهن صفرظرفيتي، سنتز شده از پسماند صنايع سلولزي و پوست ميگو جهت حذف سه آلاينده آلي فنول، 2-كلروفنول و 2و4-دي‌كلروفنول از طريق فرآيند جذب-اكسيداسيون فنتون مورد بررسي قرار گرفت. خواص و ويژگي‌هاي ساختاري نانوكامپوزيت با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، پراش اشعه ايكس (XRD)، تجزيه و تحليل جذب-واجذب گاز نيتروژن (BET) و طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDAX) مورد ارزيابي قرار گرفته است. بيشترين ظرفيت جذب براي سه آلاينده فنول، 2-كلروفنول و 2و4-دي‌كلروفنول به ترتيب 67ر54، 25ر80 و 08ر79 ميلي‌گرم بر گرم به دست آمده كه پس انجام اكسيداسيون فنتون توسط آهن صفرظرفيتي و هيدروژن‌پراكسيد راندمان حذف به ترتيب 76ر97، 99ر98 و 99 درصد در شرايط بهينه حاصل شده است. اثر پارامترهاي مختلف از جمله مقدار جاذب، غلظت اوليه آلاينده مورد نظر و زمان تماس در فرآيند جذب ارزيابي شد. همچنين، در فرآيند اكسيداسيون با استفاده از واكنش فنتون پارامترهاي غلظت اكسنده، pH، دما و بازيابي نانوكامپوزيت مورد بررسي قرار گرفت. فرآيند جذب با ايزوترم‌هاي لانگموير، فروندليچ و هاركينز-جورا بررسي شد و نتايج نشان داد فرآيند جذب از مدل ايزوترم فروندليچ پيروي مي‌كند. با استفاده از سه مدل سينتيكي شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و نفوذ درون ذره‌اي مكانيسم فرآيند جذب مورد ارزيابي قرار گرفت. جذب فنول و 2و4-دي‌كلروفنول از مدل سينتيك نفوذ درون ذره‌اي و جذب 2-كلروفنول از مدل شبه مرتبه اول پيروي مي‌كند. واكنش اكسيداسيون فنتون نيز از نظر سينتيكي و ترموديناميكي بررسي شد. فرآيند حذف فنول، 2-كلروفنول و 2و4-‌دي‌كلروفنول مطابق با مدل سينتيكي مرتبه اول و به صورت خود به خودي انجام مي‌گيرد.

1400/04/27

Utilize industrial residues for synthesis nanocomposite chitosan/activated carbon for removal of organic contaminants from water sources

5/23/2022 12:00:00 AM

In this research, we studied chitosan/activated carbon nanocomposites prepared from shrimp shell and cellulose industrial wastes using zero-valent iron nanoparticles modified to remove three organic pollutants: phenol, 2-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol. The structure and properties were characterized by FT-IR, BET, SEM, EDAX and XRD analyses. The assessment of adsorption demonstrates that the adsorption capacity of phenol, 2-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol were 54.67, 80.20 and 79.08 ((mg)⁄g), respectively. After adding H_2 O_2, the removal efficiency for Fenton oxidation of phenol, 2-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol were attained %97.76, %98.99 and %99 at optimum conditions, respectively. The impact of initial concentration, contact time, nanocomposite dosage, pH, oxidant dosage and temperature were examined for adsorption and Fenton oxidation. The Langmuir, Freundlich and Harkins-Jura isotherms were investigated for adsorption phenol, 2-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol and were conformed perfectly to Freundlich isotherm. The kinetic investigation of pseudo-first, pseudo-second and intra particle diffusion models proved the conformance to intra particle diffusion for adsorption of phenol and 2,4-dichlorophenol although adsorption of 2-chlorophenol complied with the pseudo-first model, well. Kinetic and thermodynamic were perused. Fenton oxidation were conformed first kinetic model, In addition occurs spontaneously.

جذب-اكسيداسيون , آلاينده‌هاي آلي , نانوكامپوزيت , كيتوسان , كربن فعال , آهن صفرظرفيتي

Adsorption-oxidation , Organic contaminants , Nanocomposite , Chitosan , Activated carbon , Zero-valent iron