عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر شرایط سنتز شیمیایی فریت باریم نانو ساختار بر جذب یون های فلزات سنگین از محلولهای آبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1218;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70922
- تاریخ دفاع
- ۰۸ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- آیدا محمدی
- استاد راهنما
- ابوالقاسم عطائی, سعید شیبانی
- چکیده
- در این تحقیق نانو پودر مغناطیسی هگزافریت باریم با روش هم رسوبی تحت شرایط مختلف تهیه شد. اثر بخشی متغیرهای مختلف سنتز شیمیایی از جمله نوع حلال، دمای کلسیناسیون و نیز آسیای مکانیکی بر روی خاصیت جذب نانوذرات به منظور حذف یون سنگین فلزی کروم شش ظرفیتی از محلول آبی مورد بررسی قرار گرفت. مورفولوژی، خواص ساختاری، مغناطیسی و قابلیت جذب پودرهای تهیه شده به منظور حذف یون فلزی کروم شش ظرفیتی بوسیله آنالیز های مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. آنالیز XRD تایید کرد که در نمونه ی تهیه شده با استفاده از مخلوط آب- الکل، فاز هگزافریت باریم در دمای نسبتا پایین ?C700 در مدت یک ساعت با اندازه متوسط ذرات nm 90 و خواص مغناطیسی مطلوب تشکیل شد. با اعمال آسیای مکانیکی اندازه ذرات نمونه مورد نظر به nm 87 کاهش پیدا کرد. سپس نانو ذرات تهیه شده به عنوان یک جاذب مغناطیسی جدید برای حذف یون کروم شش ظرفیتی از محلول آبی بکار گرفته شدند. بدین منظور آزمایش های مختلفی برای حذف یون کروم توسط این نانوجاذب با کنترل پارامترهای موثر جذب اولیه طراحی شدند. نتایج نشان دادند که نمونه ی کلسینه شده در دمای نسبتا پایین ?C700 که به مدت 5 ساعت آسیای مکانیکی شده بود، بیشترین درصد حذف 5/99% را در شرایط بهینه جذب: pH اسیدی 3، غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی mg/L 133 و مقدار نانوجاذب g 5/1 در مدت زمان یک ساعت از خود نشان داد. هم چنین وجود پیوند کششی Cr-O بر روی سطح نانو ذرات، انجام مکانیزم الکترواستاتیکی بین یون کروم شش ظرفیتی و نانوجاذب را بوسیله آنالیز FTIR تائید کرد. داده های فرایند جذب یون کروم شش ظرفیتی با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم منطبق بود. کلمات کلیدی: هگزافریت باریم؛ نانوجاذب؛ هم رسوبی شیمیایی؛ یون کروم شش ظرفیتی.
- Abstract
- In this study, barium hexaferrite (BaFe12O19) magnetic nano-powder was prepared under different chemical conditions by chemical co-precipitation method. The effectiveness of different chemical synthesis variables such as a variety of solvents and mechanical milling on the adsorption property of barium hexaferrite nanao-particles to remove Cr (VI) ions from aqueous solutions was examined. Morphology, structural, magnetic and adsorption properties of the synthesized powders for removing Cr (VI) ions from aqueous solutions are investigated by different analysis. XRD patterns confirmed that barium hexaferrite formed with the high magnetic properties and the average particle size of 90 nm at a relatively low temperature of 700?C in the sample prepared with a mixture of water/alcohol as a solvent. Under mechanical process for this sample, the average particle size was decreased to 87 nm. It was demonstrated that nanometer barium hexaferrite nanoparticles were produced to be a new adsorbent for removal of Cr (VI) ions from contaminated solutions. Different Cr (VI) adsorption experiments were carried out by controlling initial operative adsorption factors: pH, contact time, initial Cr concentration, and amount of nano-adsorbent. It was revealed that the sample calcined at a temperature of 700°C due to the use of ethanol as solvent and then milled for 5 hr showed the highest adsorption efficiency of 99.5% at conditions of pH of 3.0, initial chromium concentration 133 mg/L, amount of nano-adsorbent 1/5 g, and a contact time of 1 h. Also, FTIR analysis showed that due to the existence of Cr-O stretching band on the surface of nanoparticles, the electrostatic mechanism between Cr (VI) ions and nano-adsorbent was possible. The adsorption data were best fitted with the pseudo-second-order kinetic model. Keywords: Barium hexaferrite; Nano-adsorbent; Co-precipitation; Cr (VI) ions.
