عنوان

بررسی سنتز زئولیت نوع A از کائولن برای تثبیت آلاینده کروم در پساب¬های صنعتی _ مطالعه موردی پساب چرم شهر تبریز

Number

پ۲۴۹۰۹

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی سنتز زئولیت نوع A از کائولن برای تثبیت آلاینده کروم در پساب¬های صنعتی _ مطالعه موردی پساب چرم شهر تبریز

First Statement of Responsibility

شراره سلیم خانی

Name of Publisher, Distributor, etc.

علوم طبیعی

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۳۹۹

Specific Material Designation and Extent of Item

۹۳ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

زمین شناسی گرایش زیست محیطی

Date of degree

۱۳۹۹/۱۰/۲۳

Text of Note

ورود فلزات سنگین به منابع آبی به دلیل سمیت بالا، پایداری طولانی و تجمع¬پذیری زیستی در زنجیره غذایی معضلی محیط¬زیستی است. کروم شش ظرفيتي (Cr6+) يکي از فلزات سنگين داراي سميت بهداشتي و محيط زيستي است که از طريق فاضلاب¬هاي صنعتي نظیر چرم سازی، شیشه و سرامیک، تولید رنگدانه ها، قارچ کش¬ها و آبکاری وارد منابع پذيرنده آبي مي¬شود. روش¬های ترسیب شیمیایی، تبادل یونی، تصفیه الکتروشیمیایی، استخراج با حلال، فناوری غشایی و نهایتاً جذب سطحی بر روی کربن فعال برای حذف کروم شش ظرفیتی مطالعه شده¬اند. مشکل فرآیندهای مذکور هزینه بالا، مصرف برق و مواد شیمیایی قابل توجه، تولید لجن شیمیایی و ضرورت تصفیه آتی آن برای کاربردهای مقیاس کامل است. بنابراین ضرورت تحقیق در مورد روش¬های کارآمد، ارزان و دوست¬دار محیط زیست وجود دارد. در بین جاذب¬های طبیعی، خاک¬های زئولیتی جایگزینی موثر برای حذف فلزات سنگین از محیط¬های آبی مطرح است. فرمول عمومی زئولیت¬ها بصورت (Mx+, My2+)(Al(x+2y)Sin(x+2y)O2n)•mH2O می¬باشد که در آن Si و Al کاتیون¬های ساختاری بوده ولی جایگاه¬های X و Y به ترتیب توسط یون¬های تبادل پذیر یک ظرفیتی و دو ظرفیتی پر می¬شود. ساختار کریستالی داخلی و پیچیده زئولیت منجر به سطح ویژه قابل توجهی می-شود که این مشخصه دلیل اصلی غلبه خواص جذب سطحی بر تبادل یونی است. از آنجا که کروم شش ظرفیتی آلاینده¬ای سمی و بصورت اکسی آنیون در محلول حضور می¬یابد، لذا پتانسیل حذف آن به روش تبادل یونی کاهش و احتمال جذب سطحی آن افزایش می¬یابد. زئولیـت¬هـاي سنتزشـده در صـنایع بسیار پرکاربرد هستند و اخیرا از آن¬ها برای تصفیه یون¬های خطرناک مثل Cr6+ استفاده شده است. جهت جلوگیری از ورود یون¬های سمی هم¬چون کروم به سیستم آب آشامیدنی و یا اکوسیستم، زئولیت نوع A به خاطر ضریب جذب بالا به عنوان کاندیدای بسیار مناسب معرفی شده است. طبق بررسی¬های به عمل آمده تخلیه فاضلاب چرم شهر مایان به رودخانه آجی چای سبب بالا رفتن غلظت عناصر سنگین از قبیل کروم، مس و روی در آب رودخانه آجی چای شده است و سفره آزاد بالایی دشت مایان به دلیل تغذیه از رودخانه آجی چای شور و غلظت عناصر سنگین در آن بالا رفته است. در پژوهش حاضر کانی کائولن به عنوان ماده اولیه، هیدروکسید سدیم به عنوان تنظیم کننده استوکیومتری ترکیب و هیدروکلریک اسید به عنوان تنظیم کننده pH برای سنتز زئولیت نوع A استفاده شد. در این تحقیق تأثیر پارامترهایی هم¬چون دمای سنتز، نسبت Na2O/SiO2 و غلظت آلاینده بر میزان جذب یونی زئولیت و تاثیر زئولیت Aسنتزی تهیه شده بر جذب کروم از پساب¬های شهر صنعتی چرم شهر مایان مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی ریز ساختار زئولیت بدست آمده، از آنالیز¬ SEM، برای بررسی نوع پیوندهای تشکیل شده از آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز FTIR، برای بررسی ساختار فازی از XRD و برای آنالیز عنصری از دستگاه ICP استفاده شد. نتایج بدست آمده از این پایانامه نشان داد که زئولیت سنتز شده دارای کارایی بسیار بالا هم در محیط¬های اسیدی و هم در محیط¬های بازی می¬باشد به طوری که در مقایسه با زئولیت های گزارش شده در منابع، این زئولیت بالاترین میزان ظرفیت جذبی (6/9 میلی گرم بر گرم) برای آلاینده کروم را نشان داد.

Text of Note

The release of heavy metals into water resources is an environmental problem due to their high toxicity, long stability, and bioaccumulation in the food chain. Hexavalent chromium (Cr6+) is one of the heavy metals with health and environmental toxicity that enters the water resources through industrial wastewaters such as leather, glass, and ceramics, pigment production, fungicides, and plating. Many methods such as chemical precipitation, ion exchange, electrochemical purification, solvent extraction, membrane technology, and finally adsorption on activated carbon have been studied to remove hexavalent chromium. The problem with these processes is their high cost, significant energy and chemical consumption, the production of chemical sludge, and the need for future treatment for full-scale applications. Therefore, there is a need for research on efficient, inexpensive, and environmentally friendly methods. Among natural adsorbents, zeolite minerals are an effective alternative to the removal of heavy metals from aquatic environments. The general formula for zeolites is (Mx+, My2+) (Al(x + 2y) Sin(x + 2y) O2n)•mH2O where Si and Al are structural cations, but the X and Y sites are occupied by monovalent and divalent exchangeable ions, respectively. The complex internal crystal structure of zeolite leads to a significant specific surface area, which is the main reason for the predominance of adsorption properties over ion exchange. Since hexavalent chromium is present in the solution as a toxic pollutant in the form of oxyanion, the potential for its removal by the ion exchange route decreases, and its adsorption probability increases. The synthesized zeolites are widely used in industry and have recently been used to purify hazardous ions such as Cr6+. To prevent the entrance of toxic ions such as chromium into the drinking water system or ecosystem, A–type zeolite has been introduced as a very suitable candidate due to its high absorption coefficient. According to studies, the discharge of Mayan leather wastewater into Aji Chai River has caused an increase in the concentration of heavy elements such as chromium, copper, and zinc in the water of Aji Chai River, and the upper free aquifer of Mayan Plain has become salty due to the feeding from Aji Chai River and the concentration of heavy elements in it has increased there. In the present study, Kaolinite mineral was used as raw material, sodium hydroxide as a stoichiometric regulator of composition, and hydrochloric acid as a pH regulator was employed for the synthesis of A–type zeolite. In this study, the effect of parameters such as synthesis temperature, Na2O/SiO2 ratio, and pollutant concentration on the ion adsorption rate of zeolite and the effect of prepared synthetic A–type zeolite on the adsorption of chromium from Mayan Leather Industrial Town was investigated. The Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis was used to study the microstructure of the obtained zeolite, Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy was used to investigate the type of bonds, X-Ray Diffraction (XRD) was used to study the phase structure and Inductively Coupled Mass (ICP) spectroscopy was used for elemental analysis.The results of this thesis showed that the synthesized zeolite has very high efficiency in both acidic and alkaline environments, in which when compared to the zeolites reported in the literature, this zeolite demonstrated the highest absorption capacity (9.6 mg.g–1) for chromium pollutants.

Variant Title

Investigation on the synthesis of A-type zeolite from kaolan to stabllizechromium contaminants in industrial waste waters- Case study of Charmshar, Tabriz

Entry Element

‏سلیم خانی،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏ شراره

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏سیاه چشم،

Entry Element

‏کدخدایی،

Part of Name Other than Entry Element

‏کمال

Part of Name Other than Entry Element

‏علی

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Entry Element

‏ تبریز