عنوان پایان‌نامه
ساخت نانو هیبرید عامل دار شده پلی وینیل الکل - اکسید فلزی به منظور حذف اورانیوم از محلول های آبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1190.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54785
- تاریخ دفاع
- ۰۲ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- سعید عباسی زاده
- استاد راهنما
- سیدمحمدعلی موسویان
- چکیده
- در این تحقیق، جاذب نانو هیبرید پلی وینیل الکل/ تیتانیم اکسید/آمینو پروپیل تری اتوکسی سیلان (PVA/TiO2/APTES) به روش اختلاط ذرات اکسید فلزی توسط عملیات casting تهیه شده است. سنتز این جاذب با آنالیزهای FTIR، BETو SEM مشخص شده است. آزمایشات جذب به صورت ناپیوسته بررسی شده است. تاثیر مقادیر TiO2، APTES، pH، زمان تماس، غلظت جاذب، غلظت اولیه محلول فلزی و دما در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. شرایط بهینه جذب فلزات اورانیوم، توریوم، کادمیم و نیکل توسط جاذب نانو هیبرید PVA/TiO2/APTES در20% وزنی TiO2،10% وزنی APTES، زمان 5 ساعت، غلظت جاذب 1 گرم بر لیتر، دمای 45 درجه سانتی¬گراد به دست آمده است. ماکزیمم جذب فلزات اورانیوم، توریوم، کادمیم و نیکل توسط جاذب نانو هیبرید PVA/TiO2/APTES به ترتیب در pHهای برابر 5/4، 5، 5/5، 5 به دست آمده است. داده¬های سینتیکی با مدل¬های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و دواکسپونانسیلی برازش شده است که از بین مدل¬های به کار گرفته شده مدل دواکسپونانسیلی از دو مدل دیگر بهتر بوده است. چهار مدل ایزوترم فرندلیچ، لانگمویر، دوبین-رادکویچ و تمکین برای توصیف داده های تعادلی فلزات انتخابی بررسی شده است که مدل فرندلیچ تطابق بهتری نسبت به سه مدل دیگر با داده های تعادلی فلزات انتخابی دارد. ماکزیمم ظرفیت جذب فلزات انتخابی توسط جاذب نانوهیبرید PVA/TiO2/APTES به صورت زیر به دست آمده است:qmax,Cd(49.02 mg/g)> qmax,Th(43.67 mg/g)> qmax,U(36.101 mg/g)> qmax,Ni(13.004 mg/g) مقادیر محاسبه شده پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که جذب هر چهار فلز توسط جاذب نانوهیبرید PVA/TiO2/APTES خود¬به¬خودی و گرماگیر است. ظرفیت جذب بعد از پنج سیکل جذب-دفع تغییر قابل توجهی نداشته است. qmax,Th(238.095 mg/g)> qmax,U(196.078 mg/g) جاذب نانو فیبر هیبریدی پلی وینیل الکل/تیتانیم اکسید/3-مرکاپتو پروپیل تری متوکسی سیلان (PVA/TiO2/TMPTMS) با روش الکتروریسی تهیه شده است. ماکزیمم جذب فلزات اورانیوم و توریوم توسط جاذب نانو فیبر هیبریدی PVA/TiO2/TMPTMS،20% وزنی TiO2، 15% وزنی TMPTMS، زمان 5 ساعت، غلظت جاذب 1 گرم برلیتر، دمای 45 درجه سانتی¬گراد به دست آمده است. ماکزیمم جذب فلزات اورانیوم و توریوم، توسط جاذب نانو فیبرهیبریدی PVA/TiO2/TMPTMS به ترتیب در pHهای برابر 5/4و 5 به دست آمده است. داده های سینتیکی با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و دواکسپونانسیلی برازش شده است که از بین مدل¬های به کار گرفته شده، مدل دواکسپونانسیلی از دو مدل دیگر بهتر بوده است. چهار مدل ایزوترم فرندلیچ، لانگمویر، دوبین-رادکویچ و تمکین برای توصیف داده¬های تعادلی فلزات انتخابی بررسی شده که مدل لانگمویر تطابق بهتری نسبت به سه مدل دیگر با داده های تعادلی فلزات اورانیوم و توریوم دارد. ماکزیمم ظرفیت جذب فلزات انتخابی توسط جاذب نانو هیبرید PVA/TiO2/TMPTMS به صورت زیر به دست آمده است: مقادیر محاسبه شده پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که جذب هر چهار فلز توسط جاذب نانو هیبرید PVA/TiO2/APTES خودبه خودی و گرماگیر است. ظرفیت جذب بعد از چهار سیکل جذب-دفع تغییر قابل توجهی نداشته است.
- Abstract
- In this study, Poly vinylalcohol/titanium oxide/amino-propyltriethoxysilane (PVA/TiO2/APTES) nano hybrids were prepared by casting method. The prepared adsorbents were characterized by FTIR, SEM and BET analyses. Adsorption experiments were investigated in a batch system. The influence of several variables such as TiO2 content, APTES content, pH, contact time, initial concentration and temperature were studied in a batch mode. The optimum conditions for uranium, thorium, cadmium and nickel were obtained in 20%W of TiO2, 10%W of APTES,5 hours, adsorbent dose (1g/L), temperature of 45°C.Maximum adsorption for uranium, thorium, cadmium and nickel were obtained in pH of 4.5,5, 5.5,5 respectively. The kinetic data was fitted with Pseudo-first-order , Pseudo-second-order and Double-exponential models. Based on results, the Double-exponential describes the experimental data well. Four isotherm models namely Freundlich , Langmuir , Dubbinin-Radushkevich and Temkin were used for analysis of equilibrium data. Based on results, Freundlich isotherm is better than other isotherms. Maximum adsorption capacity of the nano hybrid for the metals is in order of:qmax,Cd(49.02 mg/g)> qmax,Th(43.67 mg/g)> qmax,U(36.101 mg/g)> qmax,Ni(13.004 mg/g) Calculation of thermodynamic parameters showed that the nature of uranium, thorium, cadmium and nickel sorption onto the nano hybrid endothermic and spontaneous. Adsorption capacity did not change remarkably after five sorption-desorption cycles. Poly vinyl alcohol/titanium oxide/3-mercapto propyltrimethoxysilane (PVA/TiO2/TMPTMS) nanofiber hybrids were prepared by electrospinning method. The optimum conditions for uranium and thorium were obtained in 20%W of TiO2, 15%W of TMPTMS,5 hours, adsorbent dose (1g/L), temperature of 45°C.Maximum adsorption for uranium and thorium were obtained in pH of 4.5,5respectively. The kinetic data was fitted with Pseudo-first-order , Pseudo-second-order and Double-exponential models. Based on results, the Double-exponential describes the experimental data well. Four isotherm models namely Freundlich , Langmuir , Dubbinin-Radushkevich and Temkin were used for analysis of equilibrium data. Based on results, Langmuir isotherm is better than other isotherms. Maximum adsorption capacity of the nano hybrid for the metals is in order of: qmax,Th(238.095 mg/g)> qmax,U(196.078 mg/g) Calculation of thermodynamic parameters showed that the nature of uranium, thorium, cadmium and nickel sorption onto the nano hybrid endothermic and spontaneous. adsorption capacity did not change remarkably after four sorption-desorption cycles.
