عنوان پایان‌نامه
اصلاح زئولیت طبیعی به روش پلاسمای سرد و بررسی تجربی جذب سطحی یون های فلزی مهم در صنعت هسته ای مانند استرانسیوم به وسیله زئولیت اصلاح شده
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1743.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75047
- تاریخ دفاع
- ۰۲ تیر ۱۳۹۵
- دانشجو
- حسن میرزایی
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- اصلاح زئولیت طبیعی به وسیله راکتور تخلیه با مانع دی‌الکتریک (DBD) و بررسی جذب سطحی استرانسیم بر روی آن مورد تحقیق قرار گرفت. زئولیت استفاده شده، با آب مقطر چند مرتبه مورد شستشو و سپس با پلاسما اصلاح شد. ابتدا به منظور رسیدن به جذب بالا برای یون استرانسیم، شرایط بهینه اصلاح مورد بررسی قرار گرفت. اختلاف ولتاژ kV 7، گاز آرگون، مدت زمان اصلاح برابر با 20 دقیقه و طول محیط پلاسمای برابر با 8 سانتی‌متر پارامترهای بهینه اصلاح جاذب بدست آمدند. در ادامه برای ارزیابی میزان اصلاح جاذب، از آزمون‌های طیف‌سنجی مادون قرمز (FT-IR)، طیف‌سنجی اشعه ایکس (XRD)، آنالیز توزین حرارتی (TGA) و آنالیز BET استفاده شد. جاذب زئولیت اصلاح شده، برای جذب یون‌های استرانسیم از محلول آبی، مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهای pH، مقدار جاذب، زمان تماس تعادل (مطالعه سینتیکی)، دما (مطالعه ترمودینامیکی) و ایزوترم تعادلی جذب سطحی ارزیابی شد. pH برابر 6 و مقدار جاذب 03/0 گرم در mL20 محلول ppm 30، نقطه‌ای است که جاذب بیشترین مقدار جذب یون‌های استرانسیم را خواهد داشت. طبق نتایج، جذب استرانسیم روی زئولیت اصلاح شده، در مدت زمان حدود 6 ساعت به تعادل می‌رسد. برازش داده‌های آزمایشی بر مدل‌های سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم و مدل نفوذ درون ذره‌ای نشان داد که فرآیند جذب استرانسیم به وسیله جاذب زئولیت اصلاح شده از مدل شبه درجه دوم تبعیت می‌کند. با بررسی ترمودینامیک جذب استرانسیم به وسیله جاذب زئولیت مشاهده شد که فرآیند جذب این یون، فرآیند گرماگیر و فیزیکی است. مدل‌های جذب لانگمویر، فرندلیچ، سیپس و تمکین بر داده‌ها، برازش یافت. سه مدل لانگمویر، سیپس و تمکین به خوبی می‌توانند جذب یون‌های استرانسیم را روی زئولیت طبیعی اصلاح شده توجیه کنند، اما مدل لانگمویر (99/0
- Abstract
- Modification of natural zeolite was carried out by Dielectric Barrier Discharge (DBD) reactors and adsorption of strontium on zeolite was investigated. Natural zeolite was rinsed a few times and then modified by cold plasma. At first to achieve high adsorption of Sr ions optimum modified condition was evaluated. 7 kV voltage, Argon gas, treatment time of 20 minute and the effective length of plasma of 8 cm, Optimum parameters for modification of adsorbent obtained. To determine the amount of modification of zeolite adsorbents, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA) and BET analysis, was carried out. The result of these analysis displayed, functional groups placed on the surface of modified natural zeolite. Then modified adsorbents was investigated for adsorption of Sr ions from aqeous solutions. In this research, pH, amount of adsorbents, contact time (kinetic sorption studies), temperature (Thermodynamic), sorption isotherms were studied. The results showed at pH of 6 and amount of adsorbent of 0.03 gr, adsorbed the highes amount of Sr ions. The equilibrium time for adsorption of ions was 6 hr. The experimental data were analyzed using pseudo first-order, pseudo second-order and intraparticle diffusion kinetic models. The best fitted model for the adsorption was pseudo second-order kinetic model. Thermodynamic of the adsorption revealed that this process is endothermic and physical. Langmuir, Freundlich, Sips and Temkin adsorption isotherms were applied to experimental data. Thel Langmuir found to be appropriate for description of adsorption of Sr on zeolite adsorbents (0.987
