عنوان

سنتز نانو ذرات اکسیدآهن با چیتوزان و کاربرد آن به عنوان جاذب طبیعی در تصفیه پساب‌های صنایع غذایی

IR

۴۳۴۸پ

فارسی

IR

سنتز نانو ذرات اکسیدآهن با چیتوزان و کاربرد آن به عنوان جاذب طبیعی در تصفیه پساب‌های صنایع غذایی

[پایان‌نامه]

Synthesis of iron oxide nanoparticles using chitosan and evaluatoin of its potential application as a natural absorbent for food industrial wastewater treatment

/محمدامین مرادی

: مهندسی شیمی

، ۱۴۰۰

۹۶ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- صنایع غذایی

۱۴۰۰/۰۵/۰۱

صنعتی سهند

آلاینده‌هایی که در پساب‌های صنایع غذایی وجود دارند، منابع محدود آب شیرین در دسترس را بیش از پیش در معرض خطر قرار داده است .در زمره‌ی مهمترین این آلاینده‌ها رنگزای متیلن آبی می‌باشد که به طور رایج در پساب‌های صنایع غذایی موجود است اما نکته‌ای که بعد از پاندمی کرونا حائز اهمیت واقع شده است، ضدعفونی تجهیزات مورد استفاده در خطوط تولید صنایع غذایی با استفاده از متیلن آبی و نور مرئی (UV) می‌باشد .این امر دلیلی بر حضور گسترده این رنگزا در پساب صنایع غذایی می‌باشد که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است .روش حذف آلاینده‌هایی از این دست، روش‌های مبتنی بر نانوفناوری و به ویژه روشهای حذف آلاینده‌ها به کمک نانوذرات فلزی می‌باشند که به دلایل اقتصادی و محیط زیستی، امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند .در این کار پژوهشی بیو جاذب سنتز شده، نانوذرات اکسیدآهن پوشش داده شده با چیتوزان می‌باشد .در سنتز نانوذرات اکسیدآهن از ۰/۵ گرم آهنII چهار آبه و ۱ گرم آهن III شش آبه و برای احیا آنها از دو نوع احیاگر NaOH و_NH ۴ OH استفاده شد .مقدار بهینه احیاگر ۶ سی‌سی بدست آمد .در بررسی‌های به عمل آمده به دلیل ترسیب سریع نانوذرات و همچنین جذب سریع توسط آهنربا نتیجه برآن شد که از احیاگر_NH ۴ OH استفاده شود .نانوذرات چیتوزان با مقدار ۰/۳ گرم از پودر چیتوزان و ۵۰ میلی‌لیتر از محلول استیک اسید تهیه شد .با مخلوط دو محلول ذکر شده بیوجاذب تهیه و آماده بررسی کاربرد و انجام آنالیزها شد .ویژگی‌های فیزیکی، سطحی و مورفولوژی جاذب با استفاده از آنالیزهایFESEM XRD و BET مورد بررسی قرار گرفت .الگوهای پراش اشعه X نانوذرات اکسیدآهن و پیک‌های مشخصه آن در ظاهر شده است .دو پیک مشخصه در به ساختار کریستالی چیتوزان اختصاص یافته است .در حالی که پیک ظاهر شده در نشان دهنده ساختار بی‌شکل چیتوزان می‌باشد .برای بیوجاذب پیک‌های مشخصه که در شکل ظاهر شده است، همان پیک‌های مربوط به چیتوزان و نانوذرات اکسیدآهن می‌باشد و این نشان می‌دهد که هیچ فاز بلوری جدیدی در نتیجه اختلاط نانوفلز با چیتوزان تولید نشده است .اندازه نانوذرات اکسیدآهن در مطالعاتFESEM ، ۲۰-۳۰ نانومتر می‌باشد .در این پژوهش پارامترها و آنالیزهای موجود در سه نوع جاذب چیتوزان، نانوذرات اکسیدآهن و بیوجاذب مورد بررسی قرار گرفته است .مساحت سطح ویژه (BET)به ترتیب ۶/۱، ۴۷ و۳۴(m ۲ /g)می‌باشد با بررسی فرایند سینتیک جذب سطحی میزان جذب تا ۳۰ دقیقه ابتدایی روند صعودی داشته و پس از آن به تدریج جذب کاهش یافته تا اینکه در زمان ۹۰ دقیقه به تعادل می‌رسد .فرآیند جذب آلاینده از ایزوترم‌های لانگمویر و فرندلیچ تبعیت می‌کند .حداکثر ظرفیت جذب در این مقادیر از( pH ۷/۰۷، ۷/۲۵ و ۸/۲۷) به ترتیب بدست آمد که مقادیر جذب نیز به ترتیب ۸/۷۱، ۱۳و ۳۸ (mg/g) بدست آمد .همچنین pHpzc به ترتیب برابر ۷/۳۲ ، ۶/۸۴ و ۵ به دست آمد .با افزایش غلظت اولیه آلاینده، ظرفیت جذب در هر سه جاذب افزایش یافت، در مقابل راندمان جذب جاذب‌ها کاهش یافت .با افزایش مقدار جاذب از ۰/۰۱ گرم تا ۰/۰۳ گرم درصد حذف افزایش یافت .در مقادیر جاذب بیشتر از ۰/۰۳ گرم تقریبا درصد حذف تقریبا ثابت مانده است .بنابراین مقدار ۰/۰۳ گرم به عنوان مقدار بهینه انتخاب شد .راندمان جذب در جاذب اصلاح شده مورد بررسی قرار داده شد، بدین ترتیب که طی ۵ سیکل فرآیند تکرار شد و فقط ۱۴ درصد از راندمان جذب کاهش یافت، بنابراین جاذب اصلاح شده از قابلیت احیای خوبی برخوردار است.

Contaminants in food industry wastewater, have increasingly threatened the limited freshwater resources available. One of the most important of these pollutants is methylene blue dye, which is commonly found in food industry effluents, but the important point after the Corona pandemic is the disinfection of equipment in food industry production lines. Using methylene blue and visible light (UV). This is the reason for the widespread presence of this dye in food industry effluents - which has been considered in this study. Methods for eradicating POPs are nanotechnology-based methods and in particular, those employing metal nano-particles, which are currently of high academic interest due to their economic and environmental advantages. In this study, a synthesized biosorbent is iron oxide nanoparticles (ION_p) coated with chitosan. In the synthesis of iron oxide nanoparticles, 0.5 g of iron II and 1 g of iron III were used and two types of NaOH and NH_4 OH reductants were used to revival them. The optimal value of the Resuscitator was 6CC. In the studies performed, due to the rapid deposition of nanoparticles as well as the rapid adsorption by the magnet, it was decided to use the NH_4 OH Resusciting agen. Chitosan nanoparticles were prepared with 0.3 g of chitosan powder and 50 ml of 1 acetic acid.With the mixture of the two mentioned solutions, biosorbents were prepared and prepared for examination and analysis. The physical, surface, and morphological properties of the adsorbent were examined using FESEM XRD and BET tests. X-ray diffraction patterns and their characteristic peaks appeared. Two characteristic peaks are also assigned to the hydrated crystalline structure of chitosan., while the peak appearing indicates the amorphous structure of chitosan. For the synthesized biosorbent, that is, the characteristic peaks, as shown in the figure, are the same as the chitosan and peaks, indicating that no new crystalline phases have been produced by mixing the nano-metals with chitosan. The size of, according to Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), was determined to be 20-30 nm. In this study, the parameters and analyzes of three types of adsorbents (chitosan, and biosorbent) have been investigated. The specific surface area, determined using BET theory were 6.1, 47 and 34 (m2/g), respectively. The equilibrium concentration and adsorption capacity were calculated by examining the adsorption kinetics process and accounting for the contact time of the adsorbent and the contaminant in time intervals of 30 to 180 with time intervals of 30 minutes. The absorption rate exhibited an upward trend for the first 30 minutes, gradually decreasing until hitting equilibrium in 90 minutes. The adsorption of methylene blue dye pollutants follows the Langmuir and Freundlich isotherms. the maximum adsorption rates, with respective values of 8.71, 13, and 38 mg/g, were witnessed at pH of 7.07, 7.25, and 7.28, respectively. Also, pHpzc was determined to be 7.32, 6.84, and 5, respectively. increasing the amount of adsorbent from 0.01 g to 0.03 g, indicated that the rate of removal increased. At adsorbent values greater than 0.03 g, the removal percentage remained almost constant. Therefore, 0.03 g was selected as the optimal volume of adsorbents. The adsorption efficiency of the modified adsorbent was investigated in five iterations, indicating that only 14 of the adsorption efficiency during the iterations, and hence the modified adsorbent has good regenerative capacity.

ba

Synthesis of iron oxide nanoparticles using chitosan and evaluatoin of its potential application as a natural absorbent for food industrial wastewater treatment

نانوذرات اکسیدآهن

چیتوزان

بیوجاذب

پساب صنعتی

متیلن بلو

جذب سطحی

Iron Oxide Nanoparticles, Chitosan, Biosorbent, Treatment, Industrial effluent, Methylene blue, Adsorption

نانوذرات اکسیدآهن، چیتوزان، بیوجاذب، تصفیه، پساب صنعتی، متیلن بلو، جذب سطحی

مرادی، محمدامین

جعفری‌زاده، هدا، استاد راهنما

برادر خوش‌فطرت، علی، استاد راهنما

ایران

20230912

شیمی ،۲۰۹۸۶ ،۱۴۰۰

ی‌یاذغ‍ ع‌یانص‍ ی‌اهب‌اسپ‍ ه‌یفصت‍ رد ی‌عیبط ب‌ذاج‍ ن‌اونع‍ ه‌ب‍ ن‌آ دربراک‍ و ن‌ازوتیچ‍ اب‍ ن‌هآدیسکا ت‌ارذ ونان‍ زتنس‍.pdf

عادی

عادی

2717.pdf

pch20986.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۳۴۸

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y