عنوان

مقایسه عملکرد نانوکامپوزیت‌هاي چارچوب آلی-فلزي مس سنتز شده با لیگاندهاي مختلف براي حذف آلاینده‌هاي آلی از پساب

شماره

۴۸۷۴پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

عنوان اصلي

مقایسه عملکرد نانوکامپوزیت‌هاي چارچوب آلی-فلزي مس سنتز شده با لیگاندهاي مختلف براي حذف آلاینده‌هاي آلی از پساب

نام عام مواد

[پایان نامه]

نام نخستين پديدآور

ابراهیم شاهد باسمنج

نام ناشر، پخش کننده و غيره

صنعتی سهند

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۹۸ص.

ساير جزييات

مصور، جدول، نمودار

مواد همراه اثر

CD

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی شیمی- محیط زیست

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۰۷/۰۱

متن يادداشت

حضور رنگ‌های متیلن بلو و متیل اورانژ به عنوان آلاینده‌های آلی در محیط آبی همواره به عنوان یک چالش زیست محیطی مورد توجه پژوهشگران بوده است. ماهیت کاتیونی و آنیونی متیلن بلو و متیل اورانژ به ترتیب باعث شده است که استفاده از یک روش کارآمد مانند جذب سطحی را در حذف یون‌های یاد شده، ملزوم نماید. مهم‌ترین ابزار جذب سطحی، جاذب موثر ارزان قیمت و دردسترس بوده که کارایی مناسبی در کاهش غلظت یون‌های آلاینده داشته باشد. چارچوب‌های آلی- فلزی به دلیل سطح فعال بالا، ساختار قابل تنظیم و مقامت مکانیکی و حرارتی مناسب به عنوان جاذب در کانون توجه پژوهشگران هستند. در پایان نامه حاضر، نمونه‌های نانوکامپوزیتی چارچوب آلی- فلزی با استفاده از پیوند دهنده‌های آلی مختلف چون اسید تریمسیک و اسید ترفتالیک با بکارگیری روش‌های سنتز متعدد چون هم‌رسوبی، هیدروترمال و سولوترمال ساخته شدند. همچنین از مواد معدنی بومی چون بوهمیت، کائولین و اکسید آلومینیوم به عنوان اصلاح کننده چارچوب آلی- فلزی برای افزایش کارایی جاذب‌های یاد شده بهره گرفته شد. مطالعه تجربی عملکرد نمونه‌های سنتز شده برای حذف یون‌های رنگ در یک سیستم ناپیوسته جذب سطحی انجام گرفت. نتایج به خوبی نشان داد که استفاده از نمونه‌های تهیه شده با اصلاح کننده‌های معدنی باعث افزایش کارایی جاذب تا حدود 20 درصد نسبت به سایر نمونه‌ها شده است. همچنین ارزیابی روش سنتز نشان داد که روش همرسوبی و هیدروترمال به ترتیب برای نمونه‌های بدون اصلاح کننده و کامپوزیتی مناسب‌ترین گزینه خواهند بود. در ادامه نیز بررسی‌های تجربی حاکی از کارایی بهتر نانوکامپوزیت‌های چارچوب آلی- فلزی سنتز شده با پیوند دهنده اسید تریمسیک بوده است. لازم به ذکر است که مس به عنوان فلز مرکزی در پژوهش انجام شده، استفاده شده است. ساختار شناسی جاذب‌های سنتز شده با استفاده از آنالیزهای مختلف شامل طیف سنج پراش اشعه ایکس، طیف سنج مادون قرمز، تست سطح ویژه و تخلخل، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنج پراش انرژی پرتو ایکس مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیز طیف سنج پراش اشعه ایکس و طیف سنج مادون قرمز دلیل بر تشکیل درست و صحیح نانوکامپوزیت‌های چارچوب آلی- فلزی است. از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شد که نانو ذرات تشکیل شده دارای شکلی هشت وجهی و میله‌ای به ترتیب برای جاذب‌های Cu-BTC/Bo.H و Cu-BTC/Bo.H است. تست سطح ویژه و تخلخل نشان داده که نمونهCu-BTC/Bo.H دارای بیشترین سطح 23/560 متر مربع بر گرم است. همچنین شرایط عملیاتی جذب سطحی شامل دما، غلظت اولیه آلاینده و قلیایت محیط جذب نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که دما، قلیایت و مقدار جاذب بهینه برای دو نمونه Cu-BTC.Co-p و Cu-BTC/Bo.H به ترتیب 25 درجه سلسیوس، قلیایت 7، 8 و مقدار جاذب 02/0 گرم است. حداکثر ظرفیت جذب سطحی برای دو نمونه Cu-BTC.Co-p، Cu-BTC/Bo.H و Cu-BTC.H به ترتیب 5/151، 250 و 7/158 میلی گرم بر گرم با استفاده از ایزوترم لانگمویر بوده است. سینتیک شبه درجه دوم تطابق بهتری با داده‌های تجربی در کار حاضر داشت (R2<99/0). معادلات ترمودینامیکی بر روی نانوکامپوزیت‌های سنتز شده نشان داد که فرایند جذب سطحی در محدوده دمای مورد آزمایش خود به خودی و گرماگیر بوده است. بازیابی نانوجاذب سنتز شده ارزیابی شد که نتایج بیانگر کاهش 30 درصدی ظرفیت جذب جاذب بعد از 7 چرخه متوالی بوده است.

متن يادداشت

The presence of methylene blue and methyl orange dyes as the organic contaminants in the aqueous environment has always been the concern of researchers as an environmental challenge. The cationic and anionic nature of methylene blue and methyl orange, respectively, has made it necessary to use an efficient method such as adsorption for the removal of the mentioned ions. The most important tool of adsorption is an effective, low cost and available adsorbent that has a appropriate efficiency for reduction of the concentration of the contaminant ions. Metal-organic frameworks are in the focus of researchers' attention due to their high surface area, adjustable structure and proper mechanical and thermal properties as the adsorbent. In the present thesis, the nanocomposite samples of metal-organic framework were fabricated by using the various linkers including trimesic and terephthalic acids by applying the different synthesis methods such as co-precipitation, hydrothermal and solvothermal. The Iranian local minerals including boehmite, kaolin and aluminum oxide were also employed as the modifiers of the metal-organic framework for boosting the performance of the mentioned adsorbents. The experimental study of the performance of the synthesized samples was conducted for the removal of the dye ions in the batch adsorption system. The results showed well that the use of the prepared samples with the mineral modifiers increased the efficiency of the adsorbent by about 20% compared to the other samples. The evaluation of the synthesis methods indicated that co-precipitation and hydrothermal methods will be the most suitable options for the unmodified and modified nanocomposites, respectively. In continued, the experimental studies illustrated the better performance of the synthesized metal-organic framework nanocomposites with trimesic acid. It must be noted that copper was utilized as the central metal in this research. The morphology of the synthesized adsorbents was evaluated using the different analyzes including XRD, FESEM, EDX , BET and FTIR. Analysis of XRD and FTIR is the proof of the correct formation of Metal-Organic framework nanocomposites. From the analysis of the FESEM , it was found that the formed nanoparticles have an octahedral shape and the affinity for the Cu-BTC/Bo.H and Cu-BDC/Bo.H attractors, respectively. BET test showed that Cu-BTC/Bo.H sample has the highest surface area It is 560/23 m2/g. The operating conditions encompassing the temperature, initial concentration of the contaminants and alkalinity of the solution were also investigated. The results showed that the optimal temperature, alkalinity and amount of absorbent for two samples Cu-BTC.Co p and Cu-BTC/Bo.H are 25 degrees Celsius, alkalinity 7, 8 and amount of absorbent 0.02 g respectively. The maximum surface adsorption capacity for two Cu-BTC.Co p samples, Cu-BTC/Bo.H and Cu-BTC.H were 151.5, 250 and 158.7 mg/g, respectively, using the Langmuir isotherm. The pseudo-second kinetics order had a good agreement with the experimental data in the present work (R2>0.99). Thermodynamic equations also indicated that the adsorption process was spontaneous and endothermic in the studied temperature range. The reusability of the used nanoabsorbent was evaluated in the similar operating conditions and the results showed a 30% decrease in the adsorption capacity of the adsorbent after 7 consecutive cycles.

عنوان گونه گون

Comparison of the performance of copper metal-organic framework nanocomposites synthesized with ligands different to remove organic pollutants from wastewater.

موضوع مستند نشده

چارچوب آلی- فلزی

موضوع مستند نشده

روش‌های سنتز

موضوع مستند نشده

اسید تری مسیک

موضوع مستند نشده

اسید ترفتالیک

اصطلاح موضوعی

چارچوب آلی- فلزی، روش‌های سنتز، اسید تری مسیک، اسید ترفتالیک، بوهمیت، متیلن بلو، جذب سطحی

اصطلاح موضوعی

Metal-organic framework, Synthesis methods , trimesic acid, Terephthalic acid, Boehmite, Methylene Blue, Adsorption

مستند نام اشخاص تاييد نشده

شاهد باسمنج، ابراهیم

عنصر شناسه اي

ذبیحی

عنصر شناسه اي

رهبر شهروزی

ساير عناصر نام

، محمد

ساير عناصر نام

، جواد

کد نقش

استاد راهنما

کد نقش

استاد راهنما

عنصر شناسه اي

صنعتی سهند

کشور

ایران

سازمان

دانشگاه صنعتی سهند

شماره بازیابی

شیمی، ۲۱۰۹۹، ۱۴۰۱

فرمت انتشار

p

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y