عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت داربستهای سه بعدی نانویی از پلیمرها به منظور استفاده در مهندسی علوم زیستی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44484;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 915.
- تاریخ دفاع
- ۱۵ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- بنت الهدی هلی
- استاد راهنما
- مجتبی شریعتی نیاسر, قاسم عموعابدینی
- چکیده
- چکیده فلزات سنگین با تجمع در موجودات زنده مانند ارگانیسم‌ها، باعث ایجاد خطرهای زیست محیطی شده‌اند. اخیرا استفاده از نانوذرات مغناطیسی برای جداسازی و حذف فلزات سنگین، ماکروملکول‌ها، فسفولیپید‌ها بررسی شده‌است. همچنین در سال‌های اخیر استفاده از نانوالیاف الکتروریسی‌شده به عنوان فیلترهای نانویی مورد توجه قرار گرفته و نیز می‌توان از این نانوالیاف برای جذب یون فلزات سنگین نیز استفاده کرد. در این پروژه جذب یونهای فلزی نیکل (II) بر نانوالیاف مغناطیسی فریت مس بررسی شده‌است. نانوالیاف مغناطیسی با عمل کلسیناسیون الیاف ریسیده‌شده که محلول نمک‌های نیتراتی آهن و مس در پلیمر پلی ونیل پیرولیدن بود، تولید گردید. کلسیناسیون الیاف در سه دمای C ?500، 600 و 700 بررسی گردید و برای تعیین فازها، از آنالیز XRD استفاده شد، به‌طوریکه در دمای C?500 فاز فریت مس و در دماهای C?600 و 700 علاوه بر فاز فریت مس، اکسید آهن نیز وجود داشت. همچنین اندازه متوسط قطر الیاف توسط دستگاه SEM اندازه‌گیری شد. قطر متوسط نانوالیاف قبل کلسیناسیون nm 400-500 و بعد از کلسیناسیون در دمای C?700 به حدود nm 100 رسید. خاصیت مغناطیسی الیاف کلسینه شده توسط دستگاه VSM اندازه‌گیری گردید و به ترتیب دارای مقادیر مغناطیسی پذیری اشباع ویژهی (Ms) emu/g2/21، 1/14 و 2/17 در دماهای C ?500، 600 و 700 بودند. سطح ویژه نانوالیاف با آنالیز BET، 03/21 به دست آمد. در فرآیند جذب نیکل بر نانوالیاف مغناطیسی، اثر pH، مقدار نانو ذرات، غلظت اولیه نیکل بررسی شد. با افزایش pH از 2 به 12، میزان درصد جذب نیکل از 25 درصد به 985/99 افزایش یافت. اثر غلظت اولیه بر میزان جذب و همچنین مقدار نانوالیاف بر جذب بررسی شد و ایزوترم‌های جذب لانگمیر و فرندلیچ برای انطباق با دادهای تعادلی به کاربرده شدند. با توجه به نتایج ایزوترم فرندلیچ تطابق بهتری با نتایج داشت. همچنین بازیابی نیکل با کاهش pH مورد بررسی قرار گرفت، به طوریکه با کاهش pH به 2 با اسید کلریدریک، حدود پنجاه درصد نیکل بازیابی شد.
- Abstract
- Abstract As known, heavy metal ions can be accumulated in live organs and caused to endanger environment, therefore the removal of the heavy metals is very important. Recently, uses of magnetic nanoparticles have been investigated for separation and removal of heavy metals, macromolecules and phospholipids. Also, uses of electrospun nanofibers have been considered as nanofilters and by using eclctropun nanofibers can be separated heavy metal ions. In this study, adsorption of Ni(II) was investigated by magnetic electrospun nanofiber CuFe2O4. The magnetic nanofiber was synthesized by electrospining method that the applied solution involved poly(vinyl pyrrolidone) as polymer source with ferrite and copper nitrate as metallic sources. After calcinations of PVP/ CuFe2O4 composed fiber at three different temperatures namely 500, 600 and 700?C, CuFe2O4 was obtained. The XRD characterization was used for phase determination of calcined electrospun nanofiber, whereas was shown that CuFe2O4 was formed in three temperatures while sample calcined at 600 and 700?C had Fe2O3 phase. The size of average diameter of fibers was measured by SEM. The average diameter of fiber before calcinations was about 500 nm and after that was 90 nm at 700?C. The magnetic characteristics of electrospun calcined nanofiber was measured by VSM, and the saturation magnetization values were about 17.2, 14.1 and 21.2 emu/g for 700, 600 and 500?C respectively. The special surface area was about 21.03 m2/g according to BET analysis. In the adsorption process of Ni(II) with magnetic nanofiber, at first the effect of pH was investigated. By increasing pH from 2 to 12, adsorption of Ni(II) was increased from 25% to 99.8%. Also, the effect of initial concentration and the amount of nanofiber was searched and the Langmuir and Freundlich isotherms were applied for adsorption. The result showed that Freundlich isotherm had better result for this adsorption. In addition, desorption of Ni(II) was done by pH decreasing, and as a result, by decreasing pH down to 2 with hydrochloric acid, 50% of Ni(II) was desorbed.
