عنوان

ارزیابی ساختار و عملکرد جاذب‌های منیزیم‌دار در جذب سطحی رنگ راکتیو از پساب

۴۸۸۶پ

فارسی

ارزیابی ساختار و عملکرد جاذب‌های منیزیم‌دار در جذب سطحی رنگ راکتیو از پساب

[پایان نامه]

حسین‌علی حسن‌زاده

صنعتی سهند

۱۴۰۱

۱۰۵ص.

مصور، جدول، نمودار

CD

کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- پدیده‌های انتقال

۱۴۰۱/۱۱/۰۱

تخلیه پساب واحد‌های نساجی که حاوی رنگ‌های راکتیو هستند یکی از مشکلات عمده محیط زیست به شمار می‌رود. از طرف دیگر کارخانجات تولید چدن داکتیل پسماند جامدی را ایجاد می‌کنند که دارای منیزیم بوده و باعث آلودگی هوا می‌شوند. هدف تحقیق حاضر تولید یک نوع جاذب اکسید منیزیم مزو متخلخل از پسماند جامد بوده تا بتوان از آن در تصفیه و بازچرخانی پساب‌های آلوده به رنگ‌های راکتیو استفاده کرد. برای نیل به این هدف ابتدا منیزیم موجود در پسماند به کمک استخراج جامد-مایع در محیط اسیدی استحصال و سپس از طریق رسوب‌دهی در حضور و غیاب فعالگرهای سطح به اکسید منیزیم مزو متخلخل تبدیل شده‌است. برای جلوگیری از ایجاد آلودگی ثانوی به علت استفاده از فعالگرهای سطح، رسوب‌دهی به کمک امواج فراصوت انجام شد. نتایج حاصل حاکی از این واقعیت بود که رسوب‌دهی به کمک امواج فراصوت، مصرف فعالگر ترکیبی را می‌تواند بسته به ساختار شیمیایی رنگ تا 80 درصد کاهش دهد. حداکثر ظرفیت جذب جاذب تهیه شده برای حذف رنگهای آبی R Blue 222، قرمز R Red 195و زردR Yellow 160 مطابق ایزوترم لانگمویر به ترتیب 1000، 666 و mg g-1 1250 تعیین شدند. تصفیه پساب‌های حاوی هر دو یا سه رنگ تحت تاثیر ترکیب رنگ بوده و کمترین جذب، 70 درصد، زمانی رخ می‌دهد که رنگ قرمز غالب بوده و 7/16 درصد از دو رنگ دیگر نیز موجود باشد که در این صورت حداکثر ظرفیت جذب برای رنگ‌های مذکور به ترتیب فوق 9/15، 3/3 و 1/18 برابر افت می‌کند لذا باید مقدار جاذب برای تصفیه مناسب تا 3/3 برابر افزایش یابد. در قسمت دوم تحقیق، نانو هسته مغناطیسی مگهمایت به کمک روش سنتز احتراقی تهیه و نانو ذرات اکسید منیزیم بر روی آنها پوشش داده شدند. نتایج آزمایشات نشان داد که با افزودن g L-1 0/2 از هسته مغناطیسی به محلول منیزیم می‌توان جاذب مغناطیسی مناسبی با حداکثر ظرفیت جذب 666، 357 و mg g-1 714 تهیه کرد. جاذب مغناطیسی بدست آمده بازدهی قابل قبولی در تصفیه پساب‌های دو و سه جزئی داشته اما نمی‌تواند پساب آلوده به رنگ‌های قرمز و زرد با نسبت وزنی یکسان را به خوبی رنگ‌زدایی کند. در چنین شرایطی حداکثر ظرفیت جذب به ترتیب 5/1 و 0/3 برابر افت می‌کند. برای اطمینان از عملکرد جاذب‌های مغناطیسی و غیر مغناطیسی در تصفیه پساب‌های تک و دو جزئی، بازیافت جریان‌ها‌ی خروجی از یک واحد صنعتی به کمک مواد مذکور مورد توجه قرار گرفت و نتایج مشابهی با بازدهی نزدیک به 98 درصد بدست آمد. نتایج مطالعات ساختاری گویای این واقعیت بود که سطح این جاذب‌ها به ترتیب 7/49 و m2 g-1 2/66 بوده است.

The effluents discharged from textile units contain reactive dyes which are well-known as toxic environmental pollutants. On the other hand, the factories producing ductile iron create a solid waste that contains magnesium, causing the air pollution. The aim of the current research is to produce mesoporous magnesium oxide from the mentioned solid waste to use in the treatment, and recycling of wastewater contaminated with reactive dyes. To achieve this goal, the magnesium in the waste was extracted by acid leaching, and then converted into mesoporous magnesium oxide through precipitation in the presence and absence of surfactants. In order to prevent secondary contamination due to the use of surfactants, the precipitation was carried out sono-chemically. The results indicated the ultra-assisted precipitation can reduce the content of combined surfactant up to 80 %, depending on chemical structure of dye. The maximum absorption capacity of adsorbent prepared to remove R Blue 222, R Red 195, and R Yellow 160 dyes were determined to be 1000, 666, and 1250 mg g-1 respectively, according to the Langmuir isotherm. The treatment of binary, and ternary-component wastewaters is affected by the proportions of dyes. The lowest absorption, 70 %, was obtained when the red dye proportion was dominant, and 16.7 % of other two dyes were also present in wastewater. In this case the maximum absorption capacity of prepared adsorbent declined 15.9, 3.3 and 18.1 times respectively. Therefore, the content of absorbent was increased 3.3 times for the proper purification. In the second part of research, the maghemite coreshells were prepared by autoignition synthesis method, and magnesium oxide nanoparticles were coated perfectly. The results of the experiments showed that the magnetic adsorbent can be prepared by adding 2.0 g L-1 of magnetic coreshells to magnesium solution, leading to achieve the maximum absorption capacities about 666, 357 and 714 mg g-1 for the removal of blue, red, and yellow dyes respectively. Although the obtained magnetic adsorbent represented an acceptable efficiency for the treatment of two- and three-component wastewater, it unable to properly treat the wastewater contaminated with red, and yellow dyes with the same proportions. In this condition, the maximum absorption capacity reduces 1.5 and 3.3 times for the removal of red, and yellow dyes respectively. In order to ensure the performance of magnetic, and non-magnetic adsorbents in the treatment of single, and two-component wastewaters, the effluents discharged from an industrial unit were treated by the mentioned materials, and the similar results were obtained with an efficiency about 98 %. The results of structural studies revealed that the specific surface area of these adsorbents was 49.7 and 66.2 m2 g-1 respectively.

Structural analysis and application of magnesium composite in adsorption of reactive dye from wastewater

رنگ راکتیو

پساب نساجی

جذب سطحی

رنگ راکتیو، پساب نساجی، پسماند چدن داکتیل، اکسید منیزیم مزو متخلخل، جذب سطحی

Reactive dye, textile effluent, ductile iron waste, mesoporous magnesium

حسن‌زاده، حسین‌علی

سالم

، امین

استاد راهنما

صنعتی سهند

ایران

دانشگاه صنعتی سهند

شیمی، ۲۱۱۰۲، ۱۴۰۱

p

TF

92029

a

Y