• شماره ركورد
    33932
  • پديد آورنده

    سيما كاظمي

  • عنوان
    طراحي غشاهاي برپايه‌ي چارچوب‌هاي فلز-آلي براي حذف آلاينده‌هاي زيست‌محيطي
  • مقطع تحصيلي
    دكتري تخصصي
  • رشته تحصيلي
    شيمي معدني
  • سال تحصيل
    1398
  • تاريخ دفاع
    1404/4/23
  • استاد راهنما
    دكتر آزاده تجردي
  • استاد مشاور
    دكتر عبدالمجيد بايندري مقدم، دكتر احد قائمي
  • دانشكده
    شيمي
  • چكيده
    در اين پژوهش، چهار نوع غشاي تركيبي نوين بر پايه چارچوب‌هاي فلز-آلي (MOFs) و پليمرهاي مختلف براي حذف آلاينده‌هاي دارويي و كشاورزي از پساب‌هاي آلوده طراحي و ارزيابي شدند. در نخستين پروژه، غشاي تهيه‌شده از UiO-66-NH₂ و سلولز استات براي حذف سه داروي رايج شامل مترونيدازول، تتراسايكلين و ريفامپين بررسي شد كه توانست با كارايي 88/74% و 74/91%، دو آلاينده نخست را به‌طور مؤثر جذب نمايد؛ اما بازدهي پايين‌تر جذب ريفامپين (3/28 %) به علت ساختار بزرگ مولكول و محدوديت نفوذ در منافذ غشا گزارش شد. در پروژه دوم، تركيب ZIF-67 به‌صورت درجا بر روي زنجيره‌هاي PAN رشد داده شد و غشايي نانواليافي با عملكرد بالا براي جذب استامينوفن (با بازدهي 9/89٪) و ايبوپروفن (با بازدهي %96) توليد شد. اين روش، منجر به پراكندگي يكنواخت، كاهش قطر الياف و افزايش مؤثر سطوح فعال گرديد و برتري روش رشد درجا نسبت به روش‌هاي اختلاط مستقيم نانوذرات را نشان داد. در پروژه سوم، غشاي الكتروريسي‌شده‌اي از NH₂-MIL-101(Cr) و پلي‌آكريلونيتريل (PAN) جهت حذف علف‌كش تريفلورالين طراحي شد كه توانست با كارايي 08/95% در 15 دقيقه، جذب سريعي را فراهم كند. داده‌هاي تجربي با مدل‌هاي فروندليچ و شبه درجه دوم همخواني داشته و پايداري غشا در چرخه‌هاي متوالي بازيابي مورد تأييد قرار گرفت. در نهايت، غشايي از تركيب NH₂-MIL-101(Cr) و سلولز استات بر روي بستر پارچه‌اي پنبه‌اي تثبيت شد كه موفق به جذب حدود 94% گاباپنتين و 83% سوماتريپتان در مدت كمتر از 15 دقيقه گرديد. اين عملكرد سريع و مؤثر با استفاده از مدل‌هاي سينتيكي شبه درجه دوم و همدمايي لانگموير مورد بررسي قرار گرفت و نشان‌دهنده جذب شيميايي تك‌لايه‌اي بود. در مجموع، اين رساله با ارايه طراحي‌هاي نوين غشايي، كاربرد تركيبات MOF-پليمر را براي تصفيه مؤثر و پايدار پساب‌هاي دارويي و كشاورزي برجسته نموده و چشم‌انداز مناسبي براي توسعه فناوري‌هاي سبز و قابل بازيابي فراهم كرده است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/08/14
  • عنوان به انگليسي
    Design of Metal Organic Framework-based Membranes for Removal of Environmental Pollutants
  • تاريخ بهره برداري
    7/14/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سيما كاظمي

  • چكيده به لاتين
    In this research, four novel mixed matrix membranes (MMMs) based on metal-organic frameworks (MOFs) an‎d various polymers were designed an‎d eva‎luated for the removal of pharmaceutical an‎d agricultural pollutants from contaminated wastewater. In the first project, a membrane composed of UiO-66-NH₂ an‎d cellulose acetate was investigated for the removal of three commonly used pharmaceuticals: metronidazole, tetracycline, an‎d rifampin. The membrane demonstrated effective adsorption of the first two drugs with removal efficiencies of 88.74% an‎d 74.91%, respectively. However, the adsorption efficiency for rifampin was significantly lower (28.3%), attributed to its bulky molecular structure an‎d limited diffusion through the membrane pores. In the second project, ZIF-67 was grown in situ on polyacrylonitrile (PAN) chains, resulting in a high-performance nanofibrous membrane for the adsorption of acetaminophen (89.9%) an‎d ibuprofen (96%). The in situ growth technique led to uniform nanoparticle dispersion, reduced fiber diameter, an‎d enhanced active surface area, demonstrating the superiority of this method over conventional nanoparticle blending approaches. The third project involved the fabrication of an electrospun membrane composed of NH₂-MIL-101(Cr) an‎d PAN for the removal of the herbicide trifluralin. This membrane achieved a rapid adsorption efficiency of 95.08% within 15 minutes. Experimental data were well-fitted by the Freundlich an‎d pseudo-second-order kinetic models, an‎d the membrane exhibited good stability over multiple regeneration cycles. Finally, a membrane consisting of NH₂-MIL-101(Cr) an‎d cellulose acetate was immobilized on a cotton fabric substrate an‎d used for the removal of gabapentin an‎d sumatriptan. The system achieved removal efficiencies of approximately 94% an‎d 83%, respectively, in under 15 minutes. The rapid an‎d efficient performance was modeled using pseudo-second-order kinetics an‎d Langmuir isotherm, indicating monolayer chemisorption. Overall, this thesis highlights innovative membrane designs an‎d demonstrates the effective an‎d sustainable application of MOF-polymer composites for the treatment of pharmaceutical an‎d agricultural wastewater, offering a promising outlook for the development of green an‎d regenerable water purification technologies.
  • كليدواژه هاي فارسي
    غشا , چارچوب هاي فلز-آلي , جذب , آنتي بيوتيك , تصفيه آب
  • كليدواژه هاي لاتين
    Membrane , Metal Organic Frameworks , Adsorption , Antibiotics , Water purification
  • Author
    Sima Kazemi
  • SuperVisor
    Dr. Azadeh Tadjarodi