استفاده از خاکستر گیاه جگن (carex riparia) به عنوان منبع سیلیس جهت سنتز میان-حفره عامل دار شده mcm-41 و کاربرد آن جهت حذف عناصر cr(vi) و cd(ii) از محلول های آبی در سیستم های ناپیوسته و پیوسته
چکیده
هدف این رساله بدست آوردن سیلیس خالص از گیاه جگن و همچنین سنتز ماده میان حفره mcm-41 با استفاده از سیلیس استخراج شده بوده است. میان حفره تولید شده پس از عامل دار شدن با گروه های عاملی aptms و tren جهت جذب یون های cd(ii) و cr(vi) از محلول های آبی در سیستم های ناپیوسته و پیوسته بکار رفت. در فرآیند تولید سیلیس با بهینه کردن دمای احتراق و استفاده از شستشو و رفلاکس اسیدی ناخالصی های فلزی حذف شدند و سیلیس بی شکل با درجه خلوص 98% تولید شد. ماده میان حفره بدست آمده با استفاده از آنالیزهای,ft-ir, bet, xrd sem ,tgaو tem تشریح گردید و نشان داد که ساختار شش وجهی ماده میان حفره mcm-41به خوبی تشکیل شده است و سایر آنالیزهای ساختاری نیز بیانگر موفقیت آمیز بودن فرآیند سنتز و عامل دار شدن ماده میان حفره تولیدی می باشد. در فرآیند جذب ناپیوسته پارامترهای غلظت یون های فلزی، دوز جاذب، زمان تماس، ph و دما مورد بررسی قرار گرفت. مدل لانگمیر به خوبی با نتایج بدست آمده برازش یافت و تصدیق کننده جذب تک لایه بر روی جاذب های میان-حفره بود. همچنین مطالعات سینتیک نشان داد که داده های تجربی برازش بهتری با مدل سینیتیکی شبه مرتبه دوم نسبت به مدل سینیتیکی شبه مرتبه اول داشتند. پارامترهای مربوط به مطالعه ترمودینامیک نیز نشان داد که فرآیند جذب کاملاً وابسته به دما بوده و با افزایش دما ظرفیت جذب افزایش یافت و همچنین نتایج نشان داد که طبیعت فرآیند جذب گرماگیر و خودبخودی است. برای جذب پیوسته هر دو جاذب nh2-mcm-41 و tren-mcm-41 مورد استفاده قرار گرفت و منحنی های رخنه با متغیرهای ارتفاع ستون جاذب، شدت جریان، و غلظت اولیه یون های فلزی مورد بررسی قرار گرفت. در این بخش داده های بدست آمده برازش خوبی را با مدل توماس و bdst نشان دادند. بیشترین میزان ظرفیت جذب با استفاده از جاذب tren-mcm-41 بدست آمد که برای یون های کادمیوم و کروم به ترتیب برابر با 64/314 و mg.l-1 326 می باشد. بعلاوه، مقادیر بهینه برای دوز جاذب و ph برای کادمیوم به ترتیب برابر با g.l-11 و 5 و برای کروم به ترتیب برابر با g.l-1 1 و 3 بدست آمد. جاذب های مورد استفاده در این مطالعه در سه چرخه متوالی جذب و واجذب بکار رفتند و نتایج نشان داد که کاهش ظرفیت پس از سه بار چندان چشم گیر نیست. میزان جذب یون های فلزی برای هر دو جاذب در سیستم ناپیوسته بیشتر از سیستم پیوسته بود. مواد میان حفره تولید شده در این مطالعه ظرفیت جذب بسیار بالایی را برای یون های کروم و کادمیوم نشان دادند. بعلاوه، قابلیت بازجذب این مواد نشان می دهد که می توانند در سیستم های تصفیه آب و پساب با کارایی بالا بکار روند.
اساتید راهنما و مشاور
زهرا مهربان، حبیب اله یونسی، سید علی اصغر قریشی، منصور انبیاء