سنتز و بهینه سازی هیدروژلهای ابرجاذب متخلخل زیست تخریب پذیر برپایهی ژلاتین-متاکریلیک اسید و مطالعهی استفاده از آن برای حذف آلایندههای دارویی از آبهای آلوده
عنوان اصلي به زبان ديگر
Synthesis and optimization of biodegradable porous superadsorbent hydrogels based on gelatin-methacrylic acid and its investigation for remove pharmaceutical pollutants from contaminated water
نام نخستين پديدآور
/سمیه علی پور فرد
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: شیمی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
نام توليد کننده
، میرزائی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۸۴ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
شیمی کاربردی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۰۶/۲۰
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
با افزایش صنعتی شدن زندگی مردم، حجم بالای آلایندههای دارویی حاصل از پساب کارخانههاصصی صنعتی از دغدغههای اصلی محیطزیست شده است .استفاده از روشهای تجزیهی بیولوژیکی، فوتوکاتالیستی، ازونزنی، فرآیند فنتون، فرآیند جذب و فرآیند اکسایش پیشرفته جهت حذف داروها از آب بهطور متداول بکار میرود .از میان روشهای ذکرشده استفاده از فرآیند جذب به-عنوان روش ساده و کمهزینه اخیرا مورد استفاده قرارگرفته است .یکی از جاذبصهای مورد استفاده در این روش، هیدروژلصها هستندکه با داشتن خواصی نظیر تورم پذیری بالا، فعالیت اسمزی، داشتن اتصالات عرضی و وزن مولکولی بالا، نظر محققان را به خود جلب کردهصاند .در این تحقیق، از فرآیند جذب سطحی توسط هیدروژلصهای ابرجاذب متخلخل برپایهصی ژلاتین-متاکریلیک اسید جهت حذف آلاینده داروی فنازوپیریدین از محلولصهای آبی استفاده شده است .در بخش اول جاذب متخلخل آرایهL۲۷ با استفاده از نرمصافزار تاگوچی سنتز و بهینه سازی شد .هشت پارامتر شامل مقدار شبکه ساز، مقدار آغازگرها، نسبت آغازگرها، مقدار مونومر، مقدار ژلاتین، دور همزن مکانیکی، درصد محلول خنثی سازی و مقدار سدیم بیصکربنات هرکدام در سه سطح جهت رسیدن به ابرجاذبی با قابلیت جذب بالا بررسی شدند .نمونه با بیشترین میزان تورم آب به عنوان نمونه بهینه در بخش دوم جهت حذف آلاینده دارویی مورد استفاده قرار گرفت .پارامترهای موثر بر افزایش راندمان حذف شامل دور همزن، دما،pH ، غلظت محلول، تعداد دفعات افزایش جاذب با آرایه L۱۸ طراحی آزمایش تاگوچی بررسی شد .جهت تعیین ساختار نمونه سنتز شده از دستگاهصهای طیف سنج مادون قرمزIR)- (FT، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) ، پراکندگی نور دینامیکی (DLS) و برای اندازه گیری مقدار آلاینده دارویی جذب شده توسط جاذب طیف سنج فرابنفش مرئیVis) - (UVاستفاده شد .نتایج نشان داد که مقادیر بهینه برای متغیرهای سرعت همزدن، دما،pH ، غلظت محلول و مقدار جاذب، به ترتیبrpm ۱۰۰ ، ۶۰ C،۲ ،ppm ۱۰،) ۳/۰ g در دو مرحله افزایش به نسبت مساوی (میصباشد که در این شرایط میزان حذف داروی فنازوپیریدین با غلظت اولیه ppm ۱۰ بعد از ۷۵ دقیقه تماس برابر با ۴۸ به دست آمد .نتایج مطالعه جذب بیشصترین هم بستگی را با مدل لانگمویر نشان داد .همچنین سینتیک جذب فنازوپیریدین بر روی ابرجاذب از سینتیک درجه دوم تبعیت میصکند .پارامترهای ترمودینامیکی بررسی شد که تغییرات انرژی آزاد گیپس (G) در محدوده دمایی ۲۵ و ۶۰ Cبا مقادیر (۰۴/۱۱ - (و )-(۲۶۹/۱۴، تغییر آنتالپی (H) برابر با (۴۰۹/۱۶) و تغییر آنتروپی (S)برابر با (۰۹۲۱/۰ ،۰۹۲۲/۰) ،KJmol - ۱بدست آمدند و نتایج بدست آمده نشان دهنده این است که فرآیند خودبه خودی و واکنش گرماگیر است
متن يادداشت
With the increasing industrialization of people's lives, high volumes of pharmaceutical pollutants from industrial effluents have become a major environmental concern. Biodegradation, photocatalytic, ozonation, Fenton, adsorption and oxidation processes are commonly used to remove pharmaceutical from water. Among these methods, the use of adsorption process as a simple and low cost method has recently been used. One of the adsorbents used in this method are hydrogels that have attracted researchers attention with properties such as high swelling, osmotic activity, crosslinking and high molecular weight. The purpose of the current study is to eliminate phenazopyridine contaminant from aqueous solutions by using adsorption via biodegradable porous super-adsorbent hydrogels based on gelatin-methacrylic acid. In the first part of the study, porous adsorbent with L27 Array was synthesized and optimized with Taguchi experimental design. Eight parameters include the amount of crosslinker and initiators, initiators ratio, the amount of monomer, the amount of gelatin, mechanical stirrer, the percentage of neutralization solution, and the sodium bicarbonate content were investigated, each in three levels, to reach a super-adsorbent with high adsorption capacity. The sample had the most water swelling was chosen as the optimal sample of the second stage for eliminating the drug contaminant. The effective parameters on increasing removal efficiency including the stirring speed, temperature, pH, concentration of the solution, and frequency of the adsorbent increase were investigated with L18 array of Taguchi experimental design. Infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscope (SEM), and dynamic light scattering (DLS) were used to determine the structure of the synthesized sample and UV-Vis Spectrum (UV-Vis) was used to measure the amount of drug contaminant adsorbed into the adsorbent surface. Based on the results, the optimum values for the variables include the stirring speed of the shaker, temperature, pH, concentration of the solution, and amount of the adsorbent were 100 rpm, 60 C, 2, 10 ppm, and 0.3 g (in a two-stage elevation with equal proportion) respectively. In this condition, the removal rate of phenazopyridine with initial concentration of 10 ppm was 48 after 75 minute of exposure. Findings of the current study revealed the highest attracting correlation with Langmuir model and showed that the kinetic of the phenazopyridine adsorption on the super-adsorbent follows the second kinetic. After calculating the thermodynamic parameters, Gibbs free energy changes (G) were obtained in a temperature range of 25 and 60 with values of ( 11.04) and ( 14.269); enthalpy change (H) was equal to 16.409, and entropy change was obtained as (0.0921, 0.0922) KJmol-1. Results of the current study showed that the processing is spontaneous and the reaction is endothermic. Therefore, this superadsorbent can be used as an effective adsorbent for removing pharmaceutical contaminants from contaminated aqueous solutions
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Synthesis and optimization of biodegradable porous superadsorbent hydrogels based on gelatin-methacrylic acid and its investigation for remove pharmaceutical pollutants from contaminated water
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )