مطالعات جذب رادیونوکلیدها روی مبادله کننده های سنتزی نانوکامپوزیتی
چکیده
پروژه تحقیقاتی حاضر در جهت دستیابی به فناوری های نوین در زمینه رفع آلودگی های پسمان های صنعتی انجام شده است. در این زمینه ساخت و استفاده از مبادله کننده هایی با بازدهی و کارآیی بالا، به عنوان رویکردی نوین در تحقیقات مطرح می باشد. در این پروژه به منظور جداسازی یون 90sr، جاذب ets-10، کامپوزیت گرانولی ets-10/pan و نانو الیاف ets-10/pan تهیه گردید و کارآیی آن ها بصورت فرآیند ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت شناسایی ساختار ترکیبات سنتز شده، از تکنیک های پراش اشعه ایکس، تجزیه وزن سنجی حرارتی، تجزیه عنصری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده گردید. همچنین مساحت سطح جاذب ها و میزان تخلخل آن ها اندازه گیری شد. تأثیر متغیرهای مختلف نظیر دمای واکنش، ph، زمان تماس واکنش، غلظت اولیه یون¬های استرانسیم، مقدار جاذب و سرعت همزن بر میزان جذب به روش تاگوچی بررسی گردیده و شرایط بهینه برای عملکرد مطلوب هر یک از این جاذب ها در جداسازی 90sr مشخص گردید. آزمایش¬های انجام شده نشان داد که مقدار بهینه جذب در محدوده ph=4-6، مقدار 0/5 گرم جاذب، دمای 60 درجه سلسیوس، غلظت اولیه 5 میلی گرم بر لیتر، سرعت همزن برابر 180 دور بر دقیقه و مدت زمان 60 دقیقه بدست آمده است. حداکثر ظرفیت جذب و ثابت های جذب توسط ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، دابینین-رادوشکویچ و تمکین برای جاذب ets-10 و کامپوزیت گرانولی ets-10/pan تعیین گردید که در این میان با توجه به ضرایب همبستگی گزارش¬شده، مدل فروندلیچ برای جذب استرانسیم مطابقت بیشتری با داده های تجربی داشت. همچنین مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و الوویچ جهت توصیف فرآیند استفاده شدند که مدل مرتبه دوم بیش ترین سازگاری را با داده های تجربی داشت. پارامترهای ترمودینامیکی مانند ?h°، ?g° و?s° نیز در دماهای مختلف محاسبه شده و نشان دادند که فرآیند جذب برای یون استرانسیم یک فرآیند فیزیکی، گرماگیر، خود بخودی و با افزایش آنتروپی در سطح جاذب و محلول همراه است. این تحقیق نشان می دهد که جاذب های سنتز شده قابلیت بسیار خوبی برای حذف یون استرانسیم از محلول های آبی دارند که در این میان نانو الیاف ets-10/pan سنتزشده به روش الکتروریسی بهترین کارآیی را در حذف یون استرانسیم نشان داد.