عنوان پایان‌نامه
بازیابی توریم از محلول های آبی توسط نانو ذرات ابر پارامغناطیسی منیتیت اصلاح شده با آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان و گلوتار آلدئید
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1645.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70589
- تاریخ دفاع
- ۰۵ آبان ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمد کریمی
- استاد راهنما
- حسین ابوالقاسمی
- چکیده
- در این پژوهش توانایی و ظرفیت جذب جاذب نانوذرات منیتیت/آمینوپروپیل‌تری‌اتوکسی‌سیلان/گلوتار آلدئید (Fe3O4/APTES/GA) برای جذب یون توریم از محلول‌های آبی در روش ناپیوسته مورد ارزیابی قرار گرفت. ابتدا نانوذرات منیتیت با روش هم‌رسوبی و با قطر متوسط 20 نانومتر سنتز و در ادامه با APTES پوشش داده شده و با GA اصلاح شدند. نتایج حاصل از طیف سنجی فرابنفش UV و تجزیه گرماوزنی (TGA) به ترتیب نسبت مولی و وزنی بهینه برای APTES و GA را 1:4 و 1:5 نشان دادند. از روش سطح پاسخ و طرح باکس- بنکن برای بررسی تأثیر pH (1- 5)، غلظت اولیه¬ی محلول توریم (IV) (50 تا 300 میلی¬گرم بر لیتر) و مقدار جاذب (1– 5 گرم برلیتر) بر جذب توریم(IV) از محیط¬های آبی و بهینه‌سازی فرایند جذب بهره گرفته شد. تحلیل واریانس نشان داد، مقدار جاذب، غلظت اولیه¬ی محلول حاوی توریم (IV)، pH، به ترتیب، مؤثرترین عامل¬ها بر جذب توریم بودند. نتایج نشان -داد که بیش¬ترین میزان ¬جذب (q) به ازای 5/4=pH، غلظت اولیه¬ی 250 میلی‌گرم بر لیتر محلول توریم (IV) و مقدار جاذب 1 گرم بر لیتر در مدت زمان 90 دقیقه برابر 25/105میلی¬گرم بر گرم بود. همچنین مدل‌های سینتیک و هم‌دمای جذب و پارامترهای ترمودینامیکی نیز برای جذب توریم محاسبه شد. از مقایسه‌ی ضریب تعیین (2R) نتیجه شد که جذب یون‌های توریم به وسیله‌ی جاذب Fe3O4/APTES/GA از مدل سینتیکی شبه مرتبه‌ی دوم با ضریب تعیین 9739/0 و مدل ایزوترم لانگمویر با ضریب تعیین 9608/0 تبعیت می‌کند. همچنین پارامترهای ترمودینامیکی (Go, ?Ho, ?So?) نشان دادند که جذب سطحی توریم در محدوده‌ی دمایی 15 تا 45 درجه‌ی سانتی‌گراد فیزیکی، خودبه خودی و گرمازا است.
- Abstract
- In this study, the ability and the adsorption capacity of adsorbent of magnetite/ aminopropyltriethoxysilane/ glutaraldehyde (Fe3O4/APTES/GA) was evaluated for thorium ion absorption from aqueous solutions using batch method. The magnetite nanoparticles were synthesized with an average diameter of 20 nm by co-precipitation method. Then surface modification of Fe3O4 nanoparticles was carried out with 3-aminopropyltriethoxysilane and glutaraldehyde. The results of ultraviolet–visible (UV–vis) absorbance indicated molar ratios equal to 4 of APTES to magnetite nanoparticle had highest colloidal stability. Also the results of the TGA analysis indicated that the optimum weight ratio equal to 5 of glutaraldehyde to Fe3O4/APTES. The influence of the several variables, such as pH (1- 5), Th (IV) initial concentration (50- 300 mg/L), adsorbent dose (1- 5 g/L) on the Th (IV) adsorption was investigated by response surface methodology (RSM). The results of analysis of variance (ANOVA) showed adsorbent dosage, initial concentration of thorium and pH have the most effective factor in adsorption of thorium, respectively. The results showed that the highest absorption capacity (q) was 105.25 mg/g with respect to pH=4.5, initial concentration of 250 mg/L and adsorbent dosage of 1 g/L for 90 minutes. Among the isotherm models, the experimental data for the adsorption of Th (IV) followed the Langmuir isotherm with R2=0.9608. The experimental kinetic data for adsorption of Th (IV) ions on the surface of the Fe3O4/APTES/GA were described by a pseudo-second-order equation with R2=0.9739. Also thermodynamic parameters (?Go, ?Ho, ?So) declared that the Th (IV) adsorption was endothermic and spontaneous in temperature range of 24 to 45oC.
