عنوان

استخراج بیوپلیمراینولین از گیاه سیب زمینی ترشی و سنتز نانوکامپوزیت برپایه آن برای حذف رنگ و فلزات سنگین از محلول های آبی

شماره

پ۲۷۶۴۸

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

استخراج بیوپلیمراینولین از گیاه سیب زمینی ترشی و سنتز نانوکامپوزیت برپایه آن برای حذف رنگ و فلزات سنگین از محلول های آبی

نام نخستين پديدآور

اعظم امینی هراب

نام ناشر، پخش کننده و غيره

مهندسی شیمی

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۱۹۲ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

شیمی کاربردی

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۰۶/۳۰

متن يادداشت

گسترش آلودگی های محیط زیست، توسط آلاینده های شیمیایی سلامت موجودات زنده و انسان را تهدید می نمایند. امروزه استفاده از مواد بیوپلیمری به عنوان جاذب برای حذف آلاینده ها به دلیل وجود گروه هیدروکسیل فراوان و زنجیرهای بلند در ساختار بیوپلیمرها افزایش یافته است. در این مطالعه بیوپلیمر اینولین از گیاه سیب زمینی ترشی توسط دو روش ساده و مقرون به صرفه استفاده از آب گرم و روش امواج اولتراسونیک در حضور پیش ماده های سازگار با محیط زیست استخراج شد. روش رویه پاسخ (RSM) برای بهینه سازی شرایط و متغیرهای آزمایشی برای استخراج بیوپلیمر اینولین توسط روش التراسونیک استفاده شد. از معادله بدست آمده از مدل می توان برای ارزیابی تأثیر پارامترهای آزمایشی استفاده نمود که میتوانند در تعیین شرایط بهینه تجربی موثر باشند. همچنین شرایط مطلوب مستخرج از مدل در درجه حرارت °C98/54، زمان min96/33، pH 65/8 نسبت آب به جامد 03/10 برقرار بود. بازده و خلوص به دست آمده از مدل به ترتیب 97/15%، 49/99% و از داده های تجربی 93/15%و 44/95% محاسبه گردید. بر اساس پاسخ های بدست آمده از مدل و داده های تجربی، مدل پیشنهادی دارای دقت بالایی می باشد. در ادامه کار برای اولین بار نانوکامپوزیتInulin- Fe3O4 سنتز شد. آنالیزهای مختلف سنتز موفق نانوکامپوزیت را مورد شناسایی قرار دادند همچنین با استفاده از آنالیز Vibrating Sample Magnetometer (VSM)اشباعیت مغناطیسی نانوکامپوزیت emu g-113/46 محاسبه گردید. (BET) Brunuer – Emmet- Teller میزان مساحت سطح نانوکامپوزیت راm2/g63/25 محاسبه نمود. تأثیر مقدار جاذب و pH مورد مطالعه قرار گرفت ظرفیت جذب mg/g44/136در pH برابر 7برای متیلن بلو، 54/152، 69/167 و mg/g 198 به ترتیب در مورد فلزات سنگینCo 2+، Cu 2+ و Hg 2+ در pH 5/5 توسط g01/0جاذب به دست آمد. از طرفی جذب یون های فلزی به صورت رقابتی نیز مورد مطالعه قرار گرفتند میزان حذف Hg 2+ 12/93% در حضور Cu 2+ و Co 2+ محاسبه شد. ایزوترم لانگمویر و سینتیک شبه مرتبه دوم بهتر می توانند رفتار جذب سطحی نانوکامپوزیت Inulin-Fe3O4 را توضیح دهند. در این سیستم، فرآیند جذب برای متیلن بلو گرماگیر و برای فلزات به صورت گرمازا می باشد، از طرفی قابلیت استفاده مجدد از این نانوکامپوزیت قابل مشاهده است. در ادامه این پروژه نانوکامپوزیتTiO2-Inulin-Fe3O4 نیز برای نخستین بار مورد سنتز قرار گرفت که اینولین به عنوان واسطه بین نانوذرات TiO2 وFe3O4 عمل می نماید که می تواند باعث پخش بهتر TiO2 شود و از تجزیه نانوذرات آهن در برابر نور جلوگیری نماید. سنتز موفق نانوکامپوزیت با آنالیزهای مختلف مورد شناسایی قرار گرفت و در ادامه فرآیند جذبNi (II) ، Cr (III) ، کریستال بنفش و مالاشیت سبز به صورت جذب سطحی و فتوکاتالیز مورد بررسی قرار گرفتند. ایزوترم لانگمویر و سنتیک شبه درجه دوم در توصیف داده ها بسیار موثر عمل می نمایند حداکثر ظرفیت جذب52/151، 36/112، 29/161 وmg/g 49/169 برایCV ، MG ، Cr و Ni به ترتیب در حضورg01/0 TiO2- Inulin- Fe3O4محاسبه گردید با افزایش CaCl2 از 0 بهM2/0 ظرفیت جذب به ترتیب به مقادیر 51، 9/45، 6/14 و mg/g5/24 برایNi ، Cr ، MG و CV کاهش می یابد. میزان حذف فتوکاتالیزی به ترتیب 4/99% ، 4/96% ، 1/86% و 65/81% برای Ni ، Cr ، CV و MG به دست آمدکه بالاتر از حذف به روش جذب سطحی می باشد.

متن يادداشت

The spread of environmental pollution by chemical pollutants threatens the health of living beings and humans. Today, the use of biopolymer materials as absorbents to remove pollutants has increased due to the presence of abundant hydroxyl group and long chains in the structure of biopolymers. In this study, inulin biopolymer was extracted from jerusalem artickocoke plant tubers by two simple and economical methods using hot water and ultrasonic wave method in the presence of environmentally friendly precursors. Response Surface Methodology (RSM) was used to optimize experimental conditions and variables for the extraction of inulin biopolymer by ultrasonic method. The equation obtained from the model can be used to evaluate the effect of experimental parameters that can be effective in determining optimal experimental conditions. Also, the optimal conditions extracted from the model were at temperature 54.98 °C, time min 33.96, pH 8.65, ratio of water to solid 10.03. The yield and purity obtained from the model were calculated as 15.97%, 99.49% and by experimental data as 15.93% and 95.44% respectively. Based on the results obtained from the model and experimental data, the proposed model has high accuracy. In continuation of the work, Inulin-Fe3O4 nanocomposite was synthesized for the first time. Various analyzes identified the successful synthesis of the nanocomposite. Also, the magnetic saturation of the 46/13 emu g-1nanocomposite was calculated using Vibrating Sample Magnetometer (VSM) analysis. (BET) Brunuer-Emmet-Teller calculated the surface area of nanocomposite 25.63 m2/g, the effect of adsorbent dose and pH on the absorption capacity was studied, the adsorption capacity calculated 136.44 mg/g at pH 7 for methylene blue and 152.54, 167.69 and 198.0 mg/g were obtained for heavy metals Co2+, Cu2+ and Hg 2+ at pH 5.5 by 0.01 g adsorbent, respectively. On the other hand, the competitive adsorption of metal ions was also studied, and the removal percentage of Hg 2+ was 93.12% in the presence of Cu 2+ and Co2+. Langmuir isotherm and pseudo-second order kinetics can better explain the adsorption behavior of Inulin-Fe3O4 nanocomposite. In this system, the adsorption process is endothermic for methylene blue and exothermic for metals. Also, the reusability of this nanocomposite can be seen. In another part of this project, TiO2-Inulin-Fe3O4 nanocomposite was synthesized for the first time. Inulin acts as an intermediary between TiO2 and Fe3O4 nanoparticles, which can cause better distribution of TiO2 and prevent the decomposition of iron nanoparticles against light. The successful synthesis of nanocomposite was identified by different analyzes and further the removal process of Ni (II), Cr (III), crystal violet, and malachite green were investigated as adsorption and photocatalysis methods. Langmuir isotherm and pseudo-second order kinetics are very effective in describing the data. The maximum adsorption capacity 151.52, 112.36, 161.29, and 169.49 mg/g for CV, MG, Cr, and Ni, respectively, in the presence of 0.01g TiO2-Inulin-Fe3O4 was calculated by increasing CaCl2 from 0 to 0.2 M, the adsorption capacity decreases to 51.0, 45.9, 14.6 and 24.5 mg/g for Ni, Cr, MG and CV, respectively. The amount of photocatalysis removal was 99.4%, 96.4%, 86.1% and 81.65% respectively for Ni, Cr, CV and MG, which is higher than removal by adsorption method.

عنوان گونه گون

Extraction of inulin biopolymer from Jerusalem artichoke plant and Synthesis of Nanocomposite Based on it For Removal of Dyes and Heavy metals from Aqueous Solutions

عنصر شناسه اي

‏امینی هراب،

ساير عناصر نام

‏‏اعظم

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

‏سالاری،

عنصر شناسه اي

‏استاد رحیمی،

عنصر شناسه اي

‏اولاد،

ساير عناصر نام

‏‏داریوش

ساير عناصر نام

‏علیرضا

ساير عناصر نام

‏علی

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏تبریز