تعداد صفحات ۹۰ صفحه

قیمت ۲۰۰۰۰ تومان

برای دانلود بر روی لینک کلیک کنید

 

چکیده

هدف از این تحقیق، تهیه نانوکامپوزیت پلی آنیلین/ HMS به روش اکسایش شیمیایی با استفاده از  نانو HMS تهیه شده به روش سل-ژل به عنوان بستری جهت جداسازی نیکل از آب می‌باشد. خواص محصولات با استفاده از پراش اشعه ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(FE- SEM)، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR) و آنالایزر مساحت سطح (BET) بررسی گردیده است. جهت انجام
آزمایش های جداسازی فلز از محیط آبی از یک راکتور اختلاط کامل ناپیوسته استفاده شده است. مقدار جذب با تاثیرpH  و زمان تماس مورد بررسی قرار گرفت. که شرایط عملیاتی بهینه برای نانو کامپوزیت پلی آنیلین/HMS به ترتیب به این شرح است:۱۱ =pH و زمان ۵ دقیقه. سه مدل نظیر موریس وبر، شبه درجه یک، شبه درجه ۲ برای رفتار سینتیک جذب بکار گرفته شده است که نتایج نشان داد که جذب  نیکل از  مدل شبه درجه دو پیروی می‌کند. مطالعه ایزوترم جذب نشان داد، مدل لانگمویر نسبت به سایر معادلات بکار گرفته شده  بهترین ضریب همبستگی را دارد. پارامترهای ترمودینامیکی ΔH، ΔS و ΔG نشان دادند که جذب نیکل بر روی جاذب در شرایط مطالعه شده، میسر، خود به خودی، گرماگیر می‌باشد. نتایج حاصل نشان داد که نانو کامپوزیت پلی آنیلین/HMS در جداسازی نیکل تاثیر فوق العاده ای داشته و آن را می‌توان به عنوان یک جاذب در تصفیه آب به کار برد.

عنوان                                                                                                                            صفحه

چکیده ………………………………………………………………………………………………………………….  ۱

فصل اول: مقدمه

۱- ۱ کامپوزیت……………………………………………………………………………………………………… ۳

۱-۲ آب………………………………………………………………………………………………………………. ۳

۱-۳ اهداف…………………………………………………………………………………………………………… ۵

۱-۴ فرضیات تحقیق ……………………………………………………………………………………………….  ۵

فصل دوم: مبانی نظری

۲-۱ سنتز و شناسایی ترکیبات مزوپور………………………………………………………………………….. ۷

۲-۲ تهیه غربال‌های مولکولی مزوپور…………………………………………………………………………… ۸

۲-۳ سنتز نانو ذرات ………………………………………………………………………………………………..  ۹

۲-۳-۱ روش سل ـ ژل …………………………………………………………………………………………..  ۹

۲-۴ کامپوزیت. …………………………………………………………………………………………………….. ۱۱

۲-۴-۱  کاربرد کامپوزیت…………………………………………………………………………………………. ۱۲

۲-۵ پلیمرهای هادی ……………………………………………………………………………………………….  ۱۳

۲-۵-۱ آشنایی با پلیمرهای هادی ……………………………………………………………………………..  ۱۳

۲-۵-۲ پلی آنیلین ………………………………………………………………………………………………….  ۱۴

۲-۵-۲-۱ ساختار………………………………………………………………………………………………….. ۱۴

۲-۵-۳ روش‌های سنتز پلی آنیلین ………………………………………………………………………………  ۱۵

۲-۵-۳-۱  پلیمریزاسیون شیمیایی پلی آنیلین…………………………………………………………………. ۱۵

۲-۵-۳-۲ سنتز پلی آنیلین به روش الکتروشیمیایی ………………………………………………………….  ۱۵

۲-۵-۳-۳ سنتز پلی آنیلین به روش کلوئید ……………………………………………………………………  ۱۶

۲-۶  نانوکامپوزیت …………………………………………………………………………………………………  ۱۶

۲-۶-۱ ساختار………………………………………………………………………………………………………. ۱۶

۲-۶-۲ روش‌های تهیه نانوکامپوزیت‌های پلیمری ……………………………………………………………  ۱۹

۲-۶-۲-۱ پلیمره شدن در جای مونومر نفوذ کرده در فواصل بین لایه ای ……………………………….  ۱۹

۲-۶-۲-۲ نفوذ زنجیرهای پلیمری در حالت محلول در فواصل بین لایه ای ……………………………  ۲۰

۲-۶-۳ انواع نانوکامپوزیتهای سنتز شده از پلیمر هادی………………………………………………………. ۲۰

۲-۶-۴ کاربردها…………………………………………………………………………………………………….. ۲۱

۲-۶-۴-۱ باطری‌های پر شدنی و خازن ها……………………………………………………………………. ۲۱

۲-۶-۴-۲ حسگر گازی …………………………………………………………………………………………..  ۲۱

۲-۶-۴-۳ شناساگرها………………………………………………………………………………………………. ۲۲

۲-۷ فناوری جداسازی و تصفیه ………………………………………………………………………………….  ۲۲

۲-۸ آب………………………………………………………………………………………………………………. ۲۲

۲-۸-۱ انواع آب……………………………………………………………………………………………………. ۲۲

۲-۸-۱-۱ آب‌های سطحی ……………………………………………………………………………………….  ۲۲

۲-۸-۱-۲ آب های زیر زمینی …………………………………………………………………………………..  ۲۳

۲-۸-۱-۳ آب‌های شور …………………………………………………………………………………………..  ۲۳

۲-۸-۲ خصوصیات ظاهری، فیزیکی و شیمیایی آب آشامیدنی……………………………………………. ۲۴

۲-۸-۲-۱ خصوصیات ظاهری آب آشامیدنی…………………………………………………………………. ۲۴

۲-۸-۲-۲ خصوصیات فیزیکی آب آشامیدنی………………………………………………………………… ۲۴

۲-۸-۲-۳ خصوصیات شیمیایی آب آشامیدنی……………………………………………………………….. ۲۶

۲-۹ تصفیه آب ……………………………………………………………………………………………………..  ۳۲

۲-۱۰ جذب سطحی……………………………………………………………………………………………….. ۳۳

۲-۱۱ تقسیم بندی پدیده جذب سطحی……………………………………………………………………….. ۳۵

۲-۱۱-۱ جذب سطحی تبادلی…………………………………………………………………………………… ۳۵

۲-۱۱-۲ جذب سطحی فیزیکی…………………………………………………………………………………. ۳۵

۲-۱۱-۳ جذب سطحی شیمیایی………………………………………………………………………………… ۳۶

۲-۱۲ کاربردهای اصلی فرایند جذب سطحی…………………………………………………………………. ۳۶

۲-۱۲-۱ کاربرد جذب سطحی از فاز مایع…………………………………………………………………….. ۳۷

۲-۱۳ سرعت فرایند جذب سطحی و عوامل مؤثر برآن……………………………………………………… ۳۷

۲-۱۴ انواع اجسام جاذب سطحی………………………………………………………………………………. ۳۸

۲-۱۵ خواص اساسی جاذب‌های سطحی……………………………………………………………………… ۳۸

۲-۱۶ میزان اغتشاش در فاز سیال……………………………………………………………………………….. ۳۸

۲-۱۷ نوع و خصوصیات جسم جاذب…………………………………………………………………………. ۳۹

۲-۱۸ اندازه مولکولهای جزء جذب شونده…………………………………………………………………….. ۳۹

۲-۱۹ حلالیت ماده جذب شونده………………………………………………………………………………… ۳۹

۲-۲۰ اثر وزن، شکل و ساختمان مولکولی جسم جذب شونده…………………………………………….. ۳۹

۲-۲۱ درجه حرارت……………………………………………………………………………………………….. ۴۰

۲-۲۲ pH…………………………………………………………………………………………………………….. 40

۲-۲۳ معادلات سینتیک جذب……………………………………………………………………………………. ۴۰

۲-۲۴ معادلات ایزوترم جذب ……………………………………………………………………………………  ۴۰

۲-۲۵ ترمودینامیک جذب………………………………………………………………………………………… ۴۱

فصل سوم: تجربی

۳-۱ مشخصات دستگاه‌ها و تجهیزات…………………………………………………………………………. ۴۳

۳-۲ مشخصات مواد ……………………………………………………………………………………………….  ۴۴

۳-۳  شرح آزمایش ها…………………………………………………………………………………………….. ۴۵

۳-۳-۱ روش تهیه مزوپور HMS………………………………………………………………………………. 45

۳-۳-۲ تهیه نانوکامپوزیت‌های پلی آنیلین با استفاده از هیدروکسی پروپیل سلولز ……………………  ۴۵

۳-۳-۳-۲ تهیه نانوکامپوزیت‌های پلی آنیلین/ HMSبا استفاده از هیدروکسی پروپیل سلولز ………  ۴۶

۳-۴ جداسازی یون نیکل با استفاده از نانو کامپوزیت پلی آنیلین/ HMSدر محیط آبی ……………..  ۴۶

۳-۴-۱ روش انجام آزمایش و آماده سازی مواد و محلولها ………………………………………………..  ۴۶

۳-۴-۲ جداسازی یون نیکل  …………………………………………………………………………………… ۴۷

۳-۴-۳ روش تعیین غلظت فلزات سنگین در نمونه‌ها ……………………………………………………. ۴۷

۳-۴-۴ پرتو ایکس (X-ray) …………………………………………………………………………………… 48

فصل چهارم: نتایج

۴-۱ شکل شناسی نانو HMS …………………………………………………………………………………… 51

۴-۲ شکل شناسی نانو کامپوزیت  پلی آنیلین/ HMS  …………………………………………………….. ۵۲

۴-۳ بررسی ساختار شیمیایی نانو HMS و نانوکامپوزیت پلی آنیلین/HMS  …………………………. ۵۲

۴-۴ بررسی ساختار نانو HMS و نانو کامپوزیت  تهیه شده توسط X-ray ……………………………. 55

۴-۵ حذف  نیکل از آب با استفاده از نانو کامپوزیت پلی آنیلین / HMS  ……………………………. ۵۶

۴-۵-۱ تعیین pH مناسب برای حذف نیکل از آب  ………………………………………………………. ۵۶

۴-۵-۲ تأثیر زمان اختلاط بر روی حذف نیکل از آب ……………………………………………………. ۵۷

۴-۵-۳ اثر تغییر مقدار جاذب بر روی جداسازی نیکل از آب  …………………………………………. ۵۷

۴-۵-۴ تأثیر غلظت اولیه نیکل بر روی حذف آن از آب ………………………………………………… ۵۸

 

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

۵-۱ تفسیر نمودارها  ……………………………………………………………………………………………… ۶۰

۵-۲ سینتیک جذب  ………………………………………………………………………………………………. ۶۳

۵-۲-۱ مدل  شبه درجه یک  pseudo-first order) ( یا لاگرگرن Lagergren))…………………. 63

۵-۲-۲ مدل شبهه درجه دو pseudo-second order) (  ……………………………………………… ۶۴

۵-۲-۳ مدل موریس- وبر(Morris–Weber)   …………………………………………………………….. ۶۶

۵-۳ بررسی خطوط همدمای جذب  ………………………………………………………………………….. ۶۸

۵-۳-۱ مدل لانگمویر  (langmuir) ………………………………………………………………………….. 69

۵-۳-۲ مدل فرندلیچ  (Freundlich) ………………………………………………………………………… 72

۵-۳-۳ مدل دابینین رادوشکویچ  (Dubinin–Radushkevick)………………………………………. 73

۵-۴ تأثیر دما بر روی حذف نیکل از آب  …………………………………………………………………… ۷۵

۵-۵ تاثیر دما بر پارامترهای ترمودینامیکی جذب نیکل از آب …………………………………………… ۷۶

۵-۶ نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………… ۷۸

۵- ۷ پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………… ۷۹

پیوست ………………………………………………………………………………………………………………… ۸۰

منابع ……………………………………………………………………………………………………………………. ۸۸