عنوان پایان‌نامه
استفاده از جاذب ها برای ساخت غشا های نانو ساختار کامپوزیتی بمنظور جذب فلزات سنگین از پساب
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1403.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61732
- تاریخ دفاع
- ۰۳ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- الهه سرلک
- استاد راهنما
- مجتبی شریعتی نیاسر
- چکیده
- امروزه با گسترش صنایع و افزایش آلودگی های محیطی، زندگی بشر با مشکلات جدی مواجه شده است. یکی از این مشکلات حضور فلزات سنگین در پساب های صنعتی می باشد، که عمدتاً با دفع نامناسب وارد محیط زیست و چرخه ی زندگی بشر می گردند. اخیراً روش های متفاوتی برای حل این مشکل مورد بررسی قرار گرفته است. در بین این روش ها، فناوری فیلتراسیون غشایی به دلیل سهولت، هزینه های پایین و دوستدار محیط زیست بودن یکی از بهترین و کارآمدترین روش هاست. هدف از انجام این پروژه ساخت غشاهای مرکب و بهبود عملکرد و بالابردن ظرفیت جذب این غشاها به کمک نانو لوله های کربنی می باشد. ابتدا زیرلایه پلی اتر سولفون به روش جدایی فازی ساخته شد، سپس جاذب بیوپلیمر کیتوسان و نانولوله های کربنی عاملدار شده با گروه کربوکسیلیک به روش اختلاط محلولی کامپوزیت شده و به روش غوطه وری بر روی زیر لایه پلیمری نشانده شد. ساختار زیرلایه پلی اتر سولفون و نانو کامپوزیت کیتوسان/نانولوله کربنی به کمک تصویر برداری الکترونی روبشی و طیف سنجی FTIR بررسی شد. تأثیر مقادیر مختلف نانولوله کربنی بر روی شار عبوری از غشاء، ظرفیت جذب، استحکام مکانیکی و درجه ی تورم و تخلخل غشاء بررسی شد و غلظت 2/0 درصد وزنی انتخاب گردید. شار عبوری گزارش شده برای غشای مرکب (Lit/m2.hr)268 می باشد. استحکام مکانیکی غشاء 33/33 مگاپاسگال و ظرفیت جذب آن برای یون مس و کادمیوم به ترتیب (mg/g) 94/39 و (mg/g) 67/6 در غلظت ppm200 و 5/5=pH گزارش شده است. میزان جذب غشاء با تغییرات غلظت و pH بررسی شد و با افزایش این دو پارامتر میزان جذب افزایش یافت. در نهایت پس از بررسی سینتیک، مدل شبه درجه دوم با داده های تجربی تطابق خوبی را نشان داد.
- Abstract
- Nowadays, with the development of various industries and increasing contamination of the environment, human life is facing serious problems. One of these problems is the presence of heavy metals in industrial wastewater, that is mainly entering the environment and human life cycle by their improper disposal. Recently, many different methods have been investigated to solve this problem. Among these methods, membrane filtration technology is one of the best and most productive ways, because of its simple, low cost and environmentally friendly nature. The objective of this research is to synthesize a composite membranes and improve its performance and capacity by using carbon nanotubes. At first polyether sulfone sublayer was made by phase separation method. Then chitosan (CS) biopolymer, and multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) which was functionalized with carboxyl group were composited by solution mixing method. The membrane was made by Dip-coating of this nanocomposite on polymeric sublayer. The morphological properties of the polyether sulfone sublayer and MWCNTs/chitosan nanocomposite were investigated using scanning electron microscopy (SEM) and FTIR/ATR . The effect of CNT’s on the membrane flux, adsorption capacity, mechanical strength and its swelling and porosity degree were investigated and the concentration of 0.2 wt% was choosen. Water flux obtained for the composite membrane is 268 (Lit/m2.hr). The membrane’s mechanical strength is 33/33 MPa, and its adsorption capacity for cu(2+) and cd(2+) at concentrations 200ppm and pH = 5/5 are 39.94 (mg / g) and 9.67(mg / g) respectively. The effect of initial concentration and pH on the capacity was studied, adsorption was increased with the increase of these two parameters. Finally, after studing the adsorption kinetics, pseudo-second order model was chosen to fit the experimental data.
