عنوان

ساخت و ارزیابی غشاهای جذبی زمینه مختلط پلی وینیل کلراید حاوی نانو صفحات گرافن اکساید در حذف فلزات سنگین

Country Code

IR

Number

۳۹۲۲پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

ساخت و ارزیابی غشاهای جذبی زمینه مختلط پلی وینیل کلراید حاوی نانو صفحات گرافن اکساید در حذف فلزات سنگین

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

Preparation and performance of graphene oxide nano layers embedded polyvinyl chloride adsorptive mixed matrix membrane in removal of heavy metals

First Statement of Responsibility

/حسین نامدار

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی شیمی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۳۹۸

Specific Material Designation and Extent of Item

۹۰ص.

Other Physical Details

:

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

زبان چکیده: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، جدول، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی شیمی- جداسازی

Date of degree

۱۳۹۸/۱۱/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

بحران آب و آلودگی آب دو موضوع مهم زیست محیطی جهان است .آلاینده‌های آب نقش مهمی در آلودگی اکوسیستم انسانی دارند .فلزات سنگین حتی در غلظت‌های پایین، می‌توانند بر سیستم ایمنی بدن انسان تأثیر منفی بگذارد و در بافت‌ها انباشته شده که منجر به بیماری های خطرناک یا حتی مرگ می‌شود .از بین روش‌های مختلف تصفیه آب، فناوری غشایی و جذب به عنوان راهکارهای مؤثر تصفیه برای از بین بردن آلاینده‌ها استفاده می‌شود .غشای جذبی که با دارا بودن نانومواد جاذب در شبکه پلیمری( غشاهای نانوکامپوزیت) ساخته می‌شود، در حقیقت این غشاها دو نقش فیلتراسیون غشایی و جذب را ایفا می‌کنند و به دلیل مصرف انرژی پایین و سادگی در فرایند برای از بین بردن آلودگی‌ها روش موثری هستند .هدف اصلی این پروژه، بررسی عملکرد فیلتراسیون غشای جذبی برای حذف فلز سنگین کروم از محلول آبی است .برای این منظور، گرافن اکساید (GO) با روش هامر اصلاح شده سنتز شد و با آسپارتیک‌اسید (Asp) اصلاح شد GO .به دلیل کاربردهای فراوان به عنوان یک جاذب خوب برای تصفیه آب و حذف فلزات سنگین به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است که دلیل این امر داشتن گروه‌های کربوکسیل ، هیدروکسیل و اپوکسی است .اصلاح GO توسط مواد زوییتریومون (zwitterion) نه تنها می تواند جذب فلزات سنگین از محلول‌های آبی را بهبود بخشد بلکه راهی برای احیا غشاهای جاذبی با تغییر بار آنها از منفی به مثبت است .آسپارتیک‌اسید (Asp) به عنوان نوعی اسید آمینه که دارای دو اسید آمینه( -NH۲) و اسید کربوکسیلیک( - COOH)است مورد توجه قرار گرفت .از GO و GO/Asp به وسیله میکروسکوپ گسیل میدانیSEM)-(FE، میکروسکوپ عبوری(TEM) ، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR) و وزن‌سنجی حرارتی (TGA) مورد ارزیابی قرار گرفت .با توجه به تصاویرSEM - FE، صفحات صاف گرافیت در طول فرآیند اکسیداسیون و تبدیل آن به GO و GO/Asp چروکیده شده و همچنین تصاویرTEM ، نشان داد با مچالگی در GO/Asp تا حد زیادی کاهش پیدا کرده است و در این درحالی است که GO دارای ساختاری مچاله‌ای است .غشاهای پلی وینیل کلراید (PVC) با غلظت های مختلف GO و GO/Asp به روش NIPS ساخته شدند و ساختار غشایی PVC GO و PVC GO/Asp بطور سیستماتیک با استفاده و مشخصه‌یابی ساختاری و عملکردی غشاها با استفاده از میکروسکوپ گسیل میدانی(FESEM) ، میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) ، طیف‌سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس (EDS) و آزمون‌های عبوردهی آب خالص، استحکام کششی، زاویه تماس و تخلخل‌سنجی صورت گرفت .علاوه بر این ، عبوردهی آب خالص غشاها به دلیل تغییر در زبری سطح و آبگریزی غشاها به ترتیب از(kg/m۲ h)۶۸۵/۸۵ به ۸۹۷ در غشای PVC GO/Asp ۵۰.۰ .wt و(kg/m۲ h)۶۲۳/۵۰ به ۸۱۰/۵۵ در غشا PVC GO ۵۰.۰ .wt افزایش یافت .سپس فیلتراسیون محلول هیومیک‌اسید اندازه گیری شد و نتیجه پس‌زنی غشاها نشان داد که غشای حاوی ۰/۵۰ درصد وزنی از GO/Asp و GO در مقایسه با سایر غشاها عملکرد بهتری داشتند .سپس، جذب استاتیک و دینامیکی غشاها با کروم (VI) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد غشاهای حاوی ۰/۷۵ در صد وزنی از نانو لایه های GO/Asp و GO به ترتیب ۸۰/۳۴ و ۸۹.۷۸ درصد توانایی حذف فلز کروم داشتند این در حالی است که غشاهای ۰/۵۰ درصد زنی در فیلتراسیون محلول در مدت ۶۰ دقیقه، عملکرد بهتری داشتند .در آخر، فیلتراسیون پیوسته محلول کروم مورد بررسی قرار گرفت .به منظور شستشو و احیا غشاها از ۱۵ دقیقه محلول اسیدی با pH ۳ استفاده شد و بعد از ۱۵ دقیقه فیلتراسیون آب خالص انجام شد و مرحله بعدی فیلتراسیون کروم بعد از انجام این موارد دوباره انجام شد .

Text of Note

Water scarcity and water pollution are two of the world's major environmental issues. Water contaminants play significant roles to pollute human ecosystems. Heavy metals even at low concentrations, can adversely affect the immune systems of humans and accumulate in tissues directly resulting to death. Among the various water treatment methods, membrane technology and adsorption have been widely used as effective treatment strategies to remove pollutants. Membrane adsorption made by incorporation of adsorbent nanomaterials into polymer matrices has the dual role of membrane filtration and adsorption is indeed very effective in eliminating trace amounts of contaminants in order to save more energy and simplify the process. The general objective of the current study is to explore the suitability and performance of the membrane-adsorption hybrid process technology for the removal of heavy metal from aqueous solution. For this purpose, graphene oxide (GO) was manufactured by modification of Hummers method and is functionalized with aspartic acid (Asp). GO has been widely studied with respect to its potential environmental application as a superior adsorbent for water treatment and heavy metals removal due to its special functional groups such as carboxylic acid, hydroxyl and epoxide groups. Modification of GO by zwitterion substances can not only improve the adsorption of heavy metals from aqueous solutions, but is also a way to regenerate the adsorptive membranes by changing their net charge from negative to positive. Among the zwitterion substances, Aspartic acid (Asp) as a type of amino acid which have both amino (-NH2) and carboxylic acid (-COOH) groups. The GO and GO/Asp were verified from FE-SEM, TEM, XRD, FT-IR and TGA. According to FE-SEM, flat graphite layers were converted to the wrinkled layers with various curvatures during oxidation process in both of the GO and GO/Asp samples and TEM images illustrated, a considerable decrease was observed in the crease content of the GO/Asp nanolayers, resulting in a more flat structure compared to GO. Polyvinylchloride (PVC) membranes with different concentrations of GO and GO/Asp were fabricated by NIPS method and the corresponding PVC GO and PVC GO/Asp membrane structure were systematically characterized using mounts of analyses including FE-SEM, AFM, EDS mapping, porosity, contact angle, pure water flux and tensile strength. Moreover, The PWF of membrane was considerably increased from 685.85 to 897.84 (kg/m2h) and 623.50 to 810.55 (kg/m2h) respectively because of changes in surface roughness and hydrophilicity of the membranes. Then humic acid filtration was measured and the result of rejection illustrated that GO/As and GO membrane which content of 0.50 wt. of GO/Asp and GO had better rejection among other membranes. Subsequently, the static and dynamic absorption of membranes with chromium (VI) were evaluated and the results declared that membranes which contain 0.75 of GO/Asp and GO nanolayers had better performance during filtration for eliminating Cr 80.34 and 78.89 respectively while the permeability of Cr filtration observed that membrane by having 0.50 wt. GO/Asp and GO had considerable performances during 60 min Cr filtration. Finally, permeability and rejection were evaluated in continuous filtration of Cr. For regenerating and cleaning, membranes were washed with distilled water for 15 min and subsequently an acidic solution of pH 3 (prepared by adding of HCl solution) was passed over the membrane for 15 min in order to regenerate membranes then the membrane was rinsed with distilled water until the permeate pH was neutral and then the next run started after these steps to regenerate the membranes.

ba

Parallel Title

Preparation and performance of graphene oxide nano layers embedded polyvinyl chloride adsorptive mixed matrix membrane in removal of heavy metals

غشاهای زمینه مختلط جذبی

فلزات سنگین

کروم

پلی‌وینیل کلراید

گرافن اکساید

آسپارتیک‌اسید

Subject Term

Adsorptive mixed matrix membrane, Heavy metals, Chromium (VI), Polyvinyl chloride, Graphene Oxide, Aspartic acid, Humic acid. Continues filtration

Subject Term

غشاهای زمینه مختلط جذبی، فلزات سنگین، کروم، پلی‌وینیل کلراید، گرافن اکساید، آسپارتیک‌اسید

نامدار، حسین

اکبری، علی، استاد راهنما

یگانی، رضا، استاد راهنما

روغنی ممقانی، حسین، استاد مشاور

Country

ایران

Date of Transaction

20230912

Call Number

شیمی ،۲۰۹۲۰ ،۱۳۹۸

Host name

ن‌یگنس‍ ت‌ازلف‍ ف‌ذح‍ رد دیاسکا ن‌فارگ‍ ت‌احفص‍ ونان‍ ی‌واح‍ دیارلک‍ ل‌ینیو ی‌لپ‍ طلتخم‍ ه‌نیمز ی‌بذج‍ ی‌اهاشغ‍ ی‌بایزرا و ت‌خاس‍.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

3922.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

pch20920.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۳۹۲۲

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y