عنوان پایان‌نامه
حذف آلاینده های کلر دار و فلز سنگین کادمیوم از آب و نمونه های حقیقی با استفاده از نانو ساختارهای کربنی
- رشته تحصیلی
- شیمی تجزیه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5888;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72471
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- سمانه معدن نژاد
- استاد راهنما
- فرزانه شمیرانی
- چکیده
- در این پایان نامه، از نانوساختارهای کربنی به منظور پیش‌تغلیظ، اندازه‌گیری و حذف آلاینده‌های زیست‌محیطی استفاده شده است.در بخش اول، نانوساختارهای کربنی مختلف به منظور حذف آلاینده‌های کلردار از جریان آب مورد ارزیابی قرار گرفته است. آلاینده 4-کلروفنل به عنوان نماینده‌ای از خانواده‌ی ترکیبات آلی کلردار استفاده شد و نانوجاذب مورد استفاده از انواع نانو ساختارهای کربنی شامل نانولوله کربنی تک دیواره، نانولوله کربنی چند دیواره، نانوفیبر کربنی، نانو گرافن متخلخل، نانو کربن و کربن مزوپور به منظور بررسی اثر آن‌ها در حذف آلاینده آلی کلردار 4-کلروفنل از آب، می‌باشد. نانوجاذب‌های کربنی به روش انباشت بخار شیمیایی یا CVD تهیه شدند و آنالیزهای XRD، RAMAN، SEM، TEM و ASAP برروی آن‌ها انجام شد. ایزوترم‌های جذب و سینتیک جذب و پارامترهای ترمودینامیکی در شرایط مشخص برای هر نانوساختار کربنی به‌دست آمد. نتایج نشان داد که نانوجاذب CMK-3 و نانو کربن از ظرفیت جذب بالایی در مقایسه با جاذب‌های دیگر برخوردار است.در بخش دوم، نانولوله کربنی چنددیواره مغناطیسی اصلاح شده با لیگاند آلی 8-هیدروکسی کینولین، سنتز شده و به عنوان جاذب برای پیش تغلیظ و اندازه‌گیری یون کادمیوم به‌کار گرفته شد. خصوصیات جاذب سنتز شده با SEM، FT-IR و VSM بررسی شد. روش سنتز بهینه‌ای برای کاهش زمان اصلاح سطح کربن نانولوله چنددیواره مغناطیسی با لیگاند آلی در این تحقیق به کار برده شده است. تحت شرایط بهینه، حد تشخیص و فاکتور پیش تغلیظ روش ارائه شده برای کادمیوم به ترتیب 12/0 میکروگرم بر لیتر و 160 به‌دست آمدند. این روش برای تعیین کادمیوم در نمونه‌های آب، تنباکو، سبزیجات و مواد‌غذایی استفاده شد.
- Abstract
- At first chapter, multiwalled carbon nanotubes (MWCNT), single walled carbon nanotubes (SWCNT), carbon nanofibers (CNF), nano carbon (NC), nanoporous graphene (G) and mesoporous carbon (CMK) as a sorbent for removal organic contaminant from water, were studied. Nanostructures morphologies were studied by scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM). The structure and surface properties of carbon nanostructures were characterized by XRD, BET surface area and raman spectrometery. Different effective factors on the adsorption of 4-chlorophenol as a chlorinated organic compound, have been discussed. The freundlich and longmuir models were more suitable models for description of the adsorption isotherms. For all nanostructures the pseudo-second-order model was better used to describe the adsorption kinetics. The thermodynamic parameters were obtained to describe the adsorption process of the system and the equilibrium adsorption capacities were obtained 58.82 to 334.34 mg g-1 for various nanostructures due to their different surface properties. In chapter 2, Magnetic multiwalled carbon nanotube modified with 8-hydroxyquinoline nanocomposite was synthesized and used as an adsorbent for preconcentration and determination of cadmium(II). The properties of MMWCNT modified 8-hydroxyquinoline were characterized by SEM, VSM and FT-IR. This adsorbent was found to be a new, selective, low-cost and high capacitance for enrichment of cadmium in solid phase extraction. In addition, based on the easily separated modified MMWCNT from the aqueous solutions with the help of an external magnet, no filtration or centrifugation was needed. The variables of interest in the SPE such as pH, ionic strength, extraction time, desorption time, type and volume and concentration of eluent were optimized. The calibration graph was linear over the range of 0.42–127 ?g L?1. The limit of detection was 0.12 ?g L?1 and the relative standard deviation of 2.25% at 30 ng mL?1 Cd(II) ions was obtained (n=8). The preconcentration factor and adsorption capacity of the sorbent were 160 and 60.2 mg g-1 respectively. Finally, practical applicability of the developed adsorbent was confirmed by preconcentration of Cd(II) ions from water, vegetable and food samples.
