عنوان

سنتز و بهینه‌سازی نانو کامپوزیت هیدروژلی بر پایه کربوکسی‏متیل‏سلولز/ متا‎کریل‎آمید به همراه نانو ذرات مغناطیسی آهن برای بازیافت نقره از محلول کوپلاسیون

پ۲۷۱۰۴

per

سنتز و بهینه‌سازی نانو کامپوزیت هیدروژلی بر پایه کربوکسی‏متیل‏سلولز/ متا‎کریل‎آمید به همراه نانو ذرات مغناطیسی آهن برای بازیافت نقره از محلول کوپلاسیون

سهیل حسینپور قمری

مهندسی شیمی

۱۱۳ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

مهندسی پلیمر

۱۴۰۱/۰۶/۱۳

طلا یکی از فلزات گران‏بها است که برای تعیین عیار آن از روش‏های مختلفی مشتمل از روش سنتی، کوپلاسیون و روش اشعه‏ ایکس (XRF) استفاده می‏گردد. درروش کوپلاسیون برای تعیین عیار طلا از فلزات نقره یا سرب استفاده می‏شود که برای بازیافت نقره از محلول کوپلاسیون از رسوب‌شیمیایی (رسوب هیدروکسید و رسوب سولفیدی)، اسمز معکوس، تصفیه الکتروشیمیایی (انعقاد الکتریکی، الکتروفلوتاسیون و رسوب الکتریکی) و جذب سطحی می‏توان استفاده کرد. از بین روش‏های ذکرشده روش نانوکامپوزیت هیدروژلی از بین روش‏های جذب سطحی در این کار پژوهشی مورداستفاده قرار گرفت. نانوکامپوزیت هیدروژلی بر پایه پلیمرکربوکسی متيل سلولز- متاکريل آميد به روش پليمریزاسیون محلولی تهيه شد که در این پلیمریزاسیون از افزودنی نانو ذرات از نوع ذرات مغناطیسی آهن و نقاط کوانتومی گرافن به همراه کربوکسی متیل سلولز به‌عنوان پایه پلی ساکارید، متاکریل‏آمید به‌عنوان مونومر، آمونیوم پر سولفات در نقش آغازگر و متیلن‏بیس‏آکریل‏آمید به‏عنوان شبکه ساز مورداستفاده قرار گرفت. از دستگاه‏هایی طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون‌قرمز (FT-IR) برای بررسی ساختار شیمیایی و تشکیل پیوندها، از پراش اشعه ایکس (XRD) برای بررسی ساختار کریستالی، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی مورفولوژی و شکل ذرات، از پراکندگی نور دینامیکی (DLS) برای بررسی توزیع و اندازه ذرات، از مغناطیس‏سنج نمونه ارتعاشی (VSM) برای بررسی خاصیت مغناطیسی نانوکامپوزیت، از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) برای بررسی سطح و از دستگاه جذب اتمی (AAS) برای بررسی میزان جذب آلاینده نقره توسط جاذب استفاده شد. در این راستا پارامترهایی که در جذب حداکثری یون نقره توسط نانوکامپوزیت مؤثر هست انتخاب گردید (مقدار دوز جاذب مصرفی، زمان تماس جاذب با محلول و pH محلول) و به روش آماری تاگوچی بهینه شد و مقدار بهینه پارامترها (7=pH، min30=t و مقدار جاذب برابر 5 میلی‌گرم بر لیتر) بدست آمد. در حالت بهینه حذف یون نقره توسط نانوکامپوزیت هیدروژلی Fe3O4@CMC/MAA 81/94 درصد و با نانوکامپوزیت هیدروژلی Fe3O4@CMC/MAA/GQD 96/98 درصد بدست آمد و در این پروژه واجذب نیز موردبررسی قرار گرفت که تا دوره بازیابی سوم جاذب می‏تواند مورداستفاده قرار گیرد. با بررسی پارامترهای ایزوترم و ترمودینامیكی جذب مشخص شد که نوع فرآیند جذب فیزیكی، گرماده، خود به خودی و با کاهش آنتروپی همراه است. در آخر حذف یون نقره توسط نانوکامپوزیت هیدروژلی Fe3O4@CMC/MAA/GQDاز محلول کوپلاسیون 11/87 درصد بدست آمد.

Gold is one of the precious metals that are used to determine its grade using traditional methods, coupling and X-ray method (XRF). In the coupling method, silver or lead metals are used to determine the gold grade, which is used to recover silver from the coupling solution from chemical precipitation (hydroxide precipitation and sulphide precipitation), reverse osmosis, electrochemical purification (electrocoagulation, electroflotation and electroprecipitation) and absorption surface can be used. Among the mentioned methods, the hydrogel nanocomposite method was used in this research work. Hydrogel nanocomposite based on carboxymethyl cellulose-methacrylamide polymer was prepared by solution polymerization method, in this polymerization, nano particles additive such as iron magnetic particles and Graphene quantum dots together with carboxymethyl cellulose as polysaccharide base, methacrylamide as monomer, ammonium persulfate as a role the initiator and methylenebisacrylamide were used as crosslinkers. Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR) to check the chemical structure and bond formation, X-ray diffraction (XRD) to check the crystal structure, scanning electron microscope (SEM) to check the morphology and shape of the particles, from Dynamic Light Scattering (DLS) was used to examine the distribution and size of particles, of vibrating sample magnetometer (VSM) to investigate the magnetic property of nanocomposite,Atomic Force Microscope (AFM) was used to examine the surface, and Atomic Absorption Apparatus (AAS) was used to examine the amount of silver pollutant absorption by the adsorbent. In this regard, the parameters that are effective in the maximum absorption of silver ions by the nanocomposite were selected (amount of adsorbent used, contact time of the adsorbent with the solution and pH of the solution) and were optimized by the Taguchi statistical method and the optimal value of the parameters (pH=7, t=30 min and The amount of adsorbent equal to 5 mg/liter) was obtained. In the optimal condition, silver ion removal was achieved by 94.81% Fe3O4@CMC/MAA hydrogel nanocomposite and 98.96% with Fe3O4@CMC/MAA/GQD hydrogel nanocomposite, and the desorption was also investigated in this project, which is absorbed until the third recovery period. can be used. By examining the adsorption isotherm and thermodynamic parameters, it was found that the type of adsorption process is physical, exothermic, spontaneous and associated with entropy reduction. Finally, silver ion removal by Fe3O4@CMC/MAA/GQD hydrogel nanocomposite from the coupling solution was 87.11%.

Synthesis and optimization of hydrogel nanocomposites based on carboxymethylcellulose / methacrylamide with magnetic iron nanoparticles for silver recycling from coupling solution

‏حسینپور قمری،

‏‏سهیل

تهيه کننده

‏امینی فضل،

‏زارعی،

‏‏محمد صادق

محمود

استاد راهنما

استاد مشاور

‏تبریز