شماره ركورد
34051
پديد آورنده
عليرضا سلطاني چاري
عنوان
تهيه جاذب كامپوزيتي سلولز و آلومينوسيليكات معدني به منظور حذف رنگ
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1402/08/28
استاد راهنما
دكتر رضا نوروزبيگي
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
مهندسي شمي، نفت و گاز
چكيده
پسابهاي صنعتي حاوي رنگهاي سنتزي بهسبب پايداري و سميت، تهديدي جدي براي كيفيت آب هستند. روشهاي متداول تصفيه مانند انعقاد/لختهسازي، اكسيداسيون پيشرفته و فرايند هاي غشايي با محدوديتهايي نظير توليد لجن، هزينهي بالا و گرفتگي مواجهاند؛ ازاينرو جذب سطحي گزينهاي كمهزينه و كارآمد در غلظتهاي پايين ميباشد. دراين پژوهش، يك ايروژل آلي_معدني سهبعدي، سبك و متخلخل بر پايه سلولز، كيتوزان و آلومينوسيليكات معدني با اتصالعرضي ملايم گلوتارآلدهيد براي حذف رنگ كنگو رد ساخته شد. ساختاري سهبعدي و كمچگالي با دسترسي بالاي سايتهاي فعال و جداسازي آسان جاذب از آلاينده. ويژگي ايروژلها با آزمون هاي XRD، FTIR، FE-SEM، EDS و BET اندازه گيري شد و اثر دوز جاذب، زمان تماس، pH و دما بر كارايي جذب ارزيابي گرديد. دادهها با ايزوترمهاي لانگموير، فروندليچ، تمكين، دوبينين_رادوشكويچ و ردليش–پترسون و سينتيكهاي شبهمرتبهاول ، شبه مرتبه دوم، الوويچ و نفوذ درونذرهاي تحليل شد؛ پارامترهاي ترموديناميكي از وانتهوف استخراج گرديد. ظرفيت جذب در 7=pH و در دماي محيط mg/g 245 و در دماي°C 50 به mg/g 303، همچنين ظرفيت جذب در 3=pH و در دماي محيط mg/g 68/531 و در دماي °C 50 به mg/g 02/638 رسيد. فروندليچ بهترين همدما كه مربوط به ناهمگوني سطح و شبهمرتبهدوم بهترين سينتيك كه مربوط به جذب شيميايي است را ارائه كرد. ترموديناميك بيانگر جذب گرماگير و خودبهخودي بودن فرايند بود. جاذب پس از 5 چرخه جذب و واجذب حدود 60٪ كارايي را حفظ كرد. اين نتايج، ايروژل پيشنهادي را بهعنوان جاذبي سبك، پايدار و زيستسازگار براي حذف رنگهاي آلي از پساب صنعتي معرفي ميكند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/28
عنوان به انگليسي
Fabrication of a Cellulose Mineral Aluminosilicate Composite Adsorbent for Dye Removal
تاريخ بهره برداري
11/20/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا سلطاني چاري
چكيده به لاتين
Industrial effluents containing synthetic dyes pose a serious threat to water quality due to their chemical stability and toxicity. Conventional treatment methods such as coagulation/flocculation, advanced oxidation, and membrane processes suffer from limitations including sludge generation, high operational costs, and membrane fouling. Therefore, adsorption is regarded as an efficient and low-cost technique, particularly effective at low pollutant concentrations. In this study, a lightweight and highly porous three-dimensional organic–inorganic aerogel based on cellulose, chitosan, and mineral aluminosilicate was synthesized via mild crosslinking with glutaraldehyde for the removal of Congo Red dye. The resulting aerogel exhibited a 3D, low-density structure with abundant accessible active sites and facile separation from the treated solution. The physicochemical characteristics of the aerogel were examined using XRD, FTIR, FE-SEM, EDS, and BET analyses, and the effects of adsorbent dosage, contact time, pH, and temperature on adsorption performance were evaluated. Equilibrium data were fitted to Langmuir, Freundlich, Temkin, Dubinin–Radushkevich, and Redlich–Peterson isotherm models, while adsorption kinetics were analyzed using pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich, and intra-particle diffusion models. Thermodynamic parameters were derived from the Van’t Hoff equation. The maximum adsorption capacity reached 245 mg.g⁻¹ at pH=7 and room temperature, increasing to 303 mg.g⁻¹ at 50 °C; at pH=3, the corresponding capacities were 531.68 mg.g⁻¹ 25 °C and 638.02 mg.g⁻¹ 50 °C. The Freundlich model provided the best isotherm fit, indicating surface heterogeneity, while the pseudo-second-order kinetic model suggested chemisorption as the dominant mechanism. Thermodynamic analysis confirmed that the adsorption process was endothermic and spontaneous. After five adsorption–desorption cycles, the aerogel retained approximately 60% of its initial efficiency. Overall, the developed aerogel demonstrates a lightweight, stable, and environmentally friendly adsorbent suitable for the removal of organic dyes from industrial wastewater.
كليدواژه هاي فارسي
ايروژل كامپوزيتي , سلولز , كيتوزان , ورميكوليت , كنگو رد , جذب سطحي
كليدواژه هاي لاتين
composite aerogel , cellulose , chitosan , vermiculite , Congo red , adsorption
Author
Alireza Soltani Chari
SuperVisor
Dr Reza Norouzbeigi