عنوان پایان‌نامه
بررسی انتقال و سرنوشت گرافن نانواکسید در محیط های متخلخل غیراشباع
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -موادزائد جامد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1410;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73582;کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1410;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73582
- تاریخ دفاع
- ۲۴ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- پیمان یوسفی بهمبری
- استاد راهنما
- سعید گیتی پور, ادوین صفری
- چکیده
- بسیاری از کاربردهای پیش بینی شده و معمول نانوذرات مهندسی، پتانسیلی برای ورود این مواد به منابع آبی و پسماندها هستند. بدیهی است که تولید، استفاده و نهایتا دفع تولیدات حاوی نانوذرات مهندسی، منجر به رهاسازی ضایعاتی از این مواد به محیط زیست میگردد. از میان نانو ذرات مهندسی مورد بحث، استفاده از گرافن و گرافن اکسید به سبب خواص منحصر به فرد خود، سهم عمده ای از توجهات را به خود اختصاص داده اند. با وجود مزیت های فراوان این مواد، تحقیقات به عمل آمده در چند سال اخیر نمایانگر نشانه هایی از خطرات احتمالی این مواد برای جانداران بوده است. با توجه به اهمیت بررسی رفتار و تحرک پذیری نانوذرات مهندسی در طبیعت و نیز عدم وجود تحقیقات گسترده در این زمینه، در تحقیق حاضر، اثر رس بنتونیت به عنوان یکی از اصلی ترین مواد موجود در خاک های طبیعی و نیز لاینرهای مهندسی بر انتقال و تحرک پذیری گرافن اکسید در محیط های متخلخل غیر اشباع مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق با استفاده از آزمایش ستونی، محلول حاوی ppm 10 با دبی 75/3 میلی لیتر بر ساعت در pH خنثی از ستون های حاوی ماسه شسته شده بین 300 و 420 میکرومتر و 1، 2، 3، 4، 5 و 8 درصد وزنی رس بنتونیت، عبور داده شده و سپس غلظت خروجی و پارامترهای حرکت املاح اندازه گیری گردید. نتایج اندازه گیری ها نشان داد که حضور رس بنتونیت باعث کاهش هدایت هیدرولیکی بستر عبوری املاح، افزایش جذب سطحی و ایجاد تاخیر در عبور ذرات گرافن اکسید در هنگام عبور از ستون ها گردید. متوسط افزایش این میزان برای ستون های 1، 2، 3، 4 و 5 درصد در مقایسه با ستون شاهد به ترتیب برابرند به 20، 36، 42، 56 و 66 درصد. همچنین مشاهده گردید که با افزایش درصد رس در ستون ها، شیب منحنی رخنه از 80/0 برای ستون شاهد تا میزان 13/0 برای ستون حاوی 5 درصد بنتونیت کاهش یافت که این امر مبین تاثیر رس در ایجاد تاخیر و جذب در انتقال گرافن اکسید می باشد.
- Abstract
- Application of engineered nanomaterials (ENMs) in research, development, and industrial products is increasingly widespread and has been growing rapidly. Among all these ENMs, due to the unique electronic, thermal and mechanical properties of carbon-based nanomaterials [e.g., fullerenes, nanotubes, and graphene], they have gained fairly significant attention in past few decades. Graphene oxide nanoparticles (GONPs), an oxidized form of graphene at the nanometer scale which contains graphene sheets and oxygen-bearing functional groups, have also gained a large amount of interest in industry, medicine and environmental remediation because they have exhibited a wide range of mechanical and electronic properties. The risks of manufacturing GONPs without monitoring their fate and transport could have dramatic impacts on humans as well as the environment; moreover, highlighting the critical importance of this concerns, recent studies have reported that GONPs can have toxic effects on living organisms, and it seems that the potentially devastating effects of nanoparticles on the environment are just beginning to be recognized. In this research, the transport behavior of GONPs within unsaturated sand packs under various weight percentages of bentonite clays was investigated through a series laboratory column experiments. Injecting 10 ppm GO with rate of 3.75 mL hour-1 into different columns with cleaned sand and 1, 2, 3, 4, 5 and 8 percentages of bentonite clay in pH of 7 and same ionic strength, we explored the effect of bentonite on mobility and transport of GONPs. The result of breakthrough curves showed the strong dependency of retention of GONPs within unsaturated porous media on amount of bentonite clay in columns. By decreasing the hydraulic conductivity of each column, bentonite clays play a significant role in retention of GONPs in column. The average decreases in the hydraulic conductivity of each columns in comparison with blank column were 20, 36, 42, 56 and 66 percent respectively. Keywords: graphene oxide; porous media; deposition mechanisms; bentonite clay
