عنوان

تهیه‌ی کامپوزیت های نانوساختار بر پایه پلی‌آنیلین و بررسی امکان استفاده از آنها درحذف کروم ‮‭(VI)‬ از محلول‌های آبی

Number

‭۱۸۱۴۱پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تهیه‌ی کامپوزیت های نانوساختار بر پایه پلی‌آنیلین و بررسی امکان استفاده از آنها درحذف کروم ‮‭(VI)‬ از محلول‌های آبی

First Statement of Responsibility

/مریم باستانیان شاهگلی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: شیمی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۶‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی پلیمر

Date of degree

‮‭۱۳۹۶/۰۶/۲۰‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

کشف پلیمرصهای رسانا در چند دهه‌صی اخیر باعث تحولی عظیم در زمینه‌صی علم پلیمر و استفاده از پلیمرها در صنایع مختلف شده است .یکی از پرکاربردترین پلیمرهای رسانا، پلی آنیلین می‌صباشد که به دلیل سهولت سنتز، قیمت مناسب و مکانیسم احیایی منحصر به فرد، توجه خاصی را در زمینه‌صهای مختلف صنعتی به خود جلب کرده است .یکی از زمینه‌صهای جدید کاربردی پلی آنیلین در حفاظت محیطصزیست و حذف فلزات سنگین از جمله عنصر کروم از آب و فاضلاب می‌صباشد .پلی آنیلین علی‌صرغم داشتن ویژگی‌صهای خاص، دارای محدودیت‌صهایی از نظر خواص مکانیکی و فرآیند پذیری مطلوب می‌صباشد، بنابراین کاربرد مستقیم آن محدود است .یکی از بهترین روش‌صهای بهبود خصوصیات پلی آنیلین، تهیه کامپوزیت‌صها و هیبریدهای آن با سایر پلیمرهای معمولی و نارسانا می‌صباشد .اغلب این پلیمرها مشتق شده از محصولات نفتی بوده و تهدیدی جدی برای محیط زیست محسوب می‌صشوند .بنابراین توجه به سوی مواد دوست‌صدار طبیعت در حال افزایش است .پلیمرهای طبیعی به علت زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری، در دسترس بودن، مقرون به صرفه بودن و توانایی تشکیل هیدروژل مورد توجه قرار گرفته‌صاند .تهیه‌صی کامپوزیت‌صهای بیو/رسانا به عنوان جاذب‌صهای ارزان قیمت و زیست سازگار به عنوان راه‌صحل مناسب، در کارهای پژوهشی اخیر مورد توجه بوده‌صاست .در کار پژوهشی حاضر جاذب‌صهای پلی آنیلین، نانوکامپوزیت هیبریدی نشاسته-مونت موریلونیت/پلی آنیلین‮‭MMT/PANI) - (St‬و نانوکامپوزیت کربوکسی متیل سلولز ‮‭(CMC/PANI)‬ تهیه گردیدند .شناسایی و بررسی خواص آنها به کمک آنالیزهایی نظیر‮‭IR- FT‬،‮‭XRD‬ ،‮‭SEM‬ ، ‮‭BET‬ و ‮‭TGA‬ انجام گرفت و کاربرد این جاذب‌صها در حذف کروم ‮‭(VI)‬در سیستم ناپیوسته و با روش جذب سطحی بررسی گردید .جاذب‌صهای موردنظر بعد از تماس بامحلول‌صهای حاوی کروم ‮‭(VI)‬توسط مطالعات ‮‭EDX‬ مورد بررسی قرار گرفت و حضور یون کروم ‮‭(VI)‬ در ساختار جاذب‌صها تایید شد .عوامل موثر بر کارآیی جذب نظیر‮‭pH‬ ، غلظت اولیه محلول‮‭Cr(VI)‬ ، زمان تماس و مقدار جاذب بررسی و مقدار بهینه‌صی هر پارامتر تعیین گردید .نتایج آزمایش‌صها نشان دادند که بازده درصدی حذف با کاهش غلظت اولیه کروم ‮‭(VI)‬از ‮‭۲۰۰‬ به‮‭L/mg ۱۰‬ ، کاهش ‮‭pH‬ از ‮‭۸‬ به ‮‭۲‬ و افزایش مقدار نانوصکامپوزیت مورد استفاده از ‮‭۰۱/۰‬ به ‮‭۰۵/۰‬ گرم، افزایش می‌صیابد .داده‌صهای جذبی مطابقت خوبی با مدل ایزوترمی لانگمیر نشان دادند .طبق ایزوترم لانگمیر ماکزیمم ظرفیت جذب بدست آمده برای نانوکامپوزیت‮‭MMT/PANI (mg/g ۳۳/۲۰۸)- St‬، بیشتر از پلی آنیلین ‮‭(mg/g ۶۷/۱۸۸)‬ و نانوکامپوزیت ‮‭CMC/PANI (mg/g ۹۸/۱۳۶)‬ می‌صباشد .سینتیک شیمیایی واکنش‌صهای حذف کروم ‮‭(VI)‬ در این پروژه مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که فرآیند حذف کروم شش‌صظرفیتی از سینتیک شبه درجه دوم پیروی می‌صکند و مقدار ثابت تعادلی سرعت به ترتیب ‮‭g/mg.min۱۳/۰‬ برای پلی آنیلین، ‮‭g/mg.min۱۳۲/۰‬ برای نانوکامپوزیت‮‭MMT/PANI- St‬و ‮‭g/mg.min ۰۶۱/۰‬ برای نانوکامپوزیت ‮‭CMC/PANI‬ می باشد .مطالعات ترمودینامیکی ماهیت خودبه‌صخودی فرآیند جذب سطحی و فیزیکی بودن آن را تایید کرد .هم-چنین با استفاده از مطالعات واجذب، قابلیت به کارگیری جاذب‌صها در چرخه‌صهای متوالی اثبات گردید

Text of Note

The discovery of conducting polymers in recent decades made a huge evolution in the field of polymer science and the application of polymers in various industries. One of the most widely used conducting polymer is polyaniline which due to its ease of synthesis, reasonable prices and a unique restorative mechanism, has attracted particular attention in various fields of industries. One of the new applications of polyaniline is solving environmental problems and removing heavy metals including chromium from water and wastewater. Also polyaniline benefits some especial properties, limitation in terms of mechanical properties and optimal processability are problematic. Therefore scientists have come up with some solutions. One way to improve the properties of polyaniline is to provide composites and hybrids with other conventional polymers, most of which are driven from petroleum products and impose a serious threat to the environment, so nature friendly materials are being used on a fast growing rate. Natural polymers have received more attention due to biodegradability, biocompatibility, availability, cost effectiveness and their ability to form hydrogels. The preparation of bio/conducting composites as cheap and biocompatible adsorbents has been considered as a suitable solution in recent research works. In this work, polyaniline, Starch-Montmorillonite/Polyaniline hybrid nanocomposite (St-MMT/PANI) and Carboxymethyl cellulose/Polyaniline nanocomposite (CMC/PANI) were prepared and characterized using analyzes such as FT-IR, XRD, SEM, BET and TGA. The application of these adsorbents for the removal of Cr (VI) was investigated by batch method. To confirm the adsorption of chromium on the substrates, after special contact time were analyzed by EDX analyzes and the presence of chromium was confirmed. Factors affecting the adsorption efficiency such as pH, initial concentration of Cr (VI), contact time and amount of adsorbent were investigated and the optimal value of each parameter was determined. Experimental studies showed that by decreasing the initial concentration of Cr (VI) from 200 to 10 mg/L, by decreasing the pH from 8 to 2 and by increasing the amount of used adsorbent from 0.01 to 0.05 gram, the removal percentage increased. Adsorption data were consistent with Langmuir isotherm model. Based on Langmuir model, maximum adsorption capacity for St-MMT/PANI hybrid nanocomposite (208.33 mg/g) is higher than for polyaniline (188.67 mg/g) and CMC/PANI nanocomposite (136.98 mg/g). The kinetics of the removal of hexavalent chromium was investigated in this study. According to the experimental results, the hexavalent chromium removal process followed pseudo-second order and value of equilibrium rate constant is 0.13 g/mg.min for PANI, 0.132 g/mg.min for St-MMT/PANI and 0.061 g/mg.min for CMC/PANI nanocomposite, respectively. Thermodynamic studies confirmed the intrinsic and exothermic nature of the adsorbents, so physical adsorption is involved in the adsorption process. The ability of adsorbents to be used in successive cycles was proved by desorption studies

باستانیان شاهگلی، مریم

اولاد، علی، استاد راهنما

عابر، سهیل، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی