عنوان پایان‌نامه
کاربرد مواد نانومتخلخل سیلیسی اصلاح شده با حلقه پیپیرازین به منظور حذف آلاینده های زیست محیطی رنگی ( اسید اورانژ۷)
- رشته تحصیلی
- شیمی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5457;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65079
- تاریخ دفاع
- ۲۵ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- میثم شادمانی
- استاد راهنما
- علیرضا بدیعی
- چکیده
- در این تحقیق ترکیب نانومتخلخل 15-SBA با اندازه حفره 42/5 نانومتر و مساحت سطح 665 متر مربع بر گرم و ساختار هگزاگونالی سنتز شد و سطح آن با پیپیرازین اصلاح گردید و ساختار مواد سنتز شده با استفاده از روش های FT-IR، پراش اشعه ایکس (XRD)، حرارت سنج وزنی، جذب و واجذب نیتروژن و میکروسکوپ عبوری الکترونی (TEM) آنالیز شدند. از جاذب تهیه شده برای حذف رنگ آنیونی اسید اورانژ 7 از محلول آبی استفاده شد. آزمایشات جذب تحت شرایط مختلف شامل زمان تماس، pH، دما و غلظت اولیه رنگ انجام شد. از روش response surface methodology (RSM) برای مدل سازی و بهینه کردن ظرفیت جذب جاذب استفاده شد. تأثیر متغیرهای مستقل (دما، pH اولیه و غلظت اولیه رنگ) بر روی حذف رنگ اسید اورانژ 7 توسط مدل چند جمله ای درجه دوم پیشنهاد داده شد. مقادیر ضرایب همبستگی (0.969 = R2 = 0.984 ، Adj-R2 و 0.866 = Pre-R2 ) حاصل از آنالیز داده های آزمایشی نشان از اهمیت بالای مدل پیشنهاد شده دارد. تحت شرایط بهینه غلظت اولیه (184 میلی گرم بر لیتر)، 2/8) pH) و دمای واکنش (60 درجه سانتیگراد)، میزان ظرفیت جذب (81/479 میلی گرم بر گرم) بدست آمد که با مقدار پیش بینی شده (557/492 میلی گرم بر گرم) در تناسب خوبی قرار دارد. جذب رنگ از مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و مدل نفوذ درون ذره ای برای توصیف اطلاعات سینتیکی استفاده شد و نهایتا نتایج تجربی بدست آمده با مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تطابق خوبی نشان دادند. اطلاعات تعادل توسط مدل های لانگمویر و فرندلیش بررسی شد و نتایج نشان دادند که مدل لانگمویر برای جذب رنگ اسید اورانژ از مدل فرندلیش مناسب تر است. برای مدل لانگمویر مقدار ضریب همبستگی برابر با 999/0 و ظرفیت جذب 68/436 می باشد. مطالعه ترمودینامیک نشان داد که فرآیند جذب خود به خودی و گرماگیر می باشد (75.699 = H = 17.179 ، G = 6.137، S). کلید واژه‌ها: جذب، 15-SBA، اسید اورانژ، RMS.
- Abstract
- In this study, mesopores SBA-15 adsorbent was prepared, modified by piperazine, and used for the removal of anionic acid orange 7 dye from aqueous solution. The properties of the prepared materials were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectra (FTIR), Nitrogen adsorption-desorption isotherms, transmission electron microscopy (TEM), and Thermogravimetric analysis. Adsorption experiments were conducted in batch reactors under various conditions such as contact time, pH, temperature, and initial dye concentration. Response surface methodology (RSM) was utilized to optimize the adsorption capacity of adsorption. Under the optimum condition of initial dye concentration (184 mg L-1), pH (2.8) and temperature (60 C); adsorption capacity (479.81 mg g-1) was obtained that had an acceptable fit with predicted amount (492.557 mg g-1). A second-order polynomial model depicted the effects of independent variables (initial pH, initial dye concentration and temperature) on the AO7 dye removal. In this study, the dye adsorption equilibrium was rapidly achieved after 120 min of contact time. Removal of dye in acidic solutions was better than in basic solutions (pH=3). The pseudo-first-order, pseudo-second-order kinetic and intraparticle diffusion models were used to describing the kinetic data and finally, the experimental data fitted well to pseudo-second-order kinetic model. The equilibrium data were perused by the Langmuir and Freundlich models, which displayed that Langmuir model was more suitable for the AO7 adsorption than Freundlich model. Thermodynamic study revealed that the adsorption was a spontaneous and endothermic process Keywords: Adsorption, SBA-15, acid orange, RSM.
