عنوان پایان‌نامه
بررسی تعدل و سینتیک جذب زیستی عناصر نادر خاکی از محلول های آبی توسط جلبک های قهوه ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1663.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71380
- تاریخ دفاع
- ۲۷ آبان ۱۳۹۴
- دانشجو
- مهرناز مفرس
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- در این پژوهش، جلبک سیستوسیرا ایندیکا با محلول¬های کلرید کلسیم و کربن دی سولفید آمایش شد. نتایج نشان دادند که زیست¬توده زانتاس شده میزان جذب یون¬های La (III) ،(III) Ce و Y(III)از محلول آبی در سیستم ناپیوسته بهبود بخشیده است. اثرهای چهار متغیر فرآیندی شامل pH (2 تا 6) ، دما (25 تا °C 55)، مقدار زیست-توده (5/0 تا g/l5/2) و غلظت اولیه فلز (50 تا mg/l250) با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) بر مبنای طرح مرکب مرکزی (CCD) بهینه‌سازی شده است. شرایط بهینه جذب برای La (III) (pH برابر20/5، دمای°C 55، مقدار جاذب g/l 5/0 و غلظت اولیهmg/l 250)، Ce (III)( pH برابر 5، دمای°C 55، مقدار جاذب g/l 7/0 و غلظت اولیهmg/l 227) و Y(III) ( pH برابر 78/4، دمای°C 25، مقدار جاذب g/l 5/0 و غلظت اولیهmg/l 183) به دست آمد. حداکثر جذب یون¬های La (III) ،(III) Ce و Y(III) به ترتیب 44/185، 33/172 وmg/g 30/115توسط نرم¬افزار تخمین زده شد. داده‌های سینتیکی با مدل‌های شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و دواکسپونانسیلی برازش شده است. که از میان این مدل¬ها، مدل دواکسپونانسیلی از دو مدل دیگر فرآیند جذب یون¬های سه فلز را بهتر توصیف کرده است. ایزوترم فرندلیچ تطابق بهتری نسبت به مدل¬های لانگمویر، تمکین و دوبین-رادکوویچ با داده¬های تعادلی یون¬های سه فلز دارد، که جذب ناهمگن بر روی جلبک سیستوسیرا ایندیکا پیش‌تصفیه شده به روش زانتاسیون توصیف می¬کند. میزان جذب یون¬های موجود در محلول دوجزئی نشان داد که اثر رقابتی سه فلز با یون توریم باعث کاهش میزان جذب می¬شود. در نهایت آنالیز FTIR نشان داد که گروه¬های عاملی هیدروکسیل، کربوکسیل، آمید و ترکیبات گوگرددار در فرآیند جذب هستند.
- Abstract
- In this study, cystoseira indica algae is modified by solutions of calcium chloride and carbon disulfide. The results showed that xanthated biomass improved the biosorption capacity of La (III), Ce (III) and Y (III) from aqueous solution in a batch system. The effects of the four process variables including pH (2–6), temperature ( 25–55 °C), biomass dosage (0.5–2.5 g/L) and initial metal concentration (50–250 mg/L) were optimized using response surface methodology (RSM) based on (CCD) central composite design. Considering to the analysis of variance, a low P-Value and high F-value indicate the validity of the predicted second order model. Biosorption optimum condition obtained for La (III) (pH 5.2-temprature 55°C- biomass dosage 0.5 g/l-initial metal concentration 250 mg/g), Ce (III) (pH 5-temprature 55°C- biomass dosage 0.7 g/l-initial metal concentration 227 mg/g) and Y (III) (pH 4.78-temprature 25°C- biomass dosage 0.5 g/l-initial metal concentration 183 mg/g). The maximum biosorption of La (III), Ce (III) and Y (III) ions were estimated as 185.44, 172.33 and 115.30 mg/g respectively under optimum conditions by software. The kinetic data was fitted with Pseudo-first-order, Pseudo-second-order and Double-exponential models. Among these models, Double-exponential models described biosorption process of three metal ions well. Freundlich isotherm models fitted equilibrium data of three metal ions better than Langmuir, Temkin and Dubinin–Radushkevich isotherms, which describe heterogeneous mode of biosorption on Cystoseira indica algae treated by xanthation method. The biosorption capacity of ions in binary solution showed that competition of three metal ions with thorium decreases the biosorption capacity. Finally, involvement of the functional groups was investigated by using Fourier transform infrared (FTIR) analysis.
