1403/01/31
جواد ذوالقرنین

جواد ذوالقرنین

مرتبه علمی: استاد
ارکید: http://orcid.org/0000-0003-3889-0128
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 6602705315
دانشکده: دانشکده علوم پایه
نشانی: دانشگاه اراک، گروه شیمی
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
حذف مخلوط چندتایی آلاینده ها (رنگ ها و یون های فلزی سنگین) از محلول های آبی با جاذب های نانو و نانوکامپوزیت های پلیمری: بررسی ویژگی های جذب و بهینه سازی چند متغیره با استفاده از روش های کمومتریکس
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
نانوکامپوزیت، نانوجاذب، بهینه سازی، آلاینده ها، روش رویه پاسخ.
سال 1397
پژوهشگران جواد ذوالقرنین(استاد راهنما)، مهدیه راستگردانی(دانشجو)

چکیده

در بخش اول این مطالعه، از یک روش هیدروترمال ساده برای تهیه نانوذرات مغناطیسی سولفید مولیبدن@ اکسید آهن استفاده شد. سپس از این ماده به عنوان جاذبی مؤثر جهت حذف همزمان یون های سرب(II) و مس(II) از آب مورد استفاده شد. اثر عوامل مؤثر بر فرایند جذب سطحی شامل: pH اولیه، غلظت اولیه یون های فلزی و جرم جاذب مورد بررسی قرار گرفت. از روش رویه پاسخ و طرح باکس-بنکن جهت بهینه سازی درصد حذف (%R) یون های مس(II) و سرب(II) استفاده شد. مطابق با نتایج حاصل، شرایط بهینه برای حذف یون های سرب(II) و مس(II) برابر است با: pH اولیه برابر با 3، مقدار جاذب 05/0 گرم، غلظت اولیه سرب(II) و مس(II) به ترتیب: 7/240 و 198 میلی گرم بر لیتر. فرایند جذب سطحی توسط هر دو همدمای لانگمویر و فروندلیچ و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم به خوبی توصیف شد (99%R2>). مقادیر پارامترهای ترمودینامیکی از قبیل تغییرات انرژی آزاد گیبس، آنتالپی و آنتروپی ثابت کرد جذب سطحی هر دو یون مورد بررسی بر سطح نانوذرات اکسید آهن@ مولیبدن سولفید، خود به خودی، مساعد و گرماگیر است. در بخش دوم، نانو ذرات کبالت هیدروکسید(II) به عنوان جاذبی مؤثر جهت حذف همزمان رنگ های متیل نارنجی و ایندیگوکارمین از محلول های آبی شناخته شد و مشخصات جاذب توسط تکنیک های SEM، TEM، XRD، FT-IR و XRD بررسی و تأیید شد. طرح متعامد تاگوچی برای بهینه سازی چند متغیره ی فرایند حذف رنگ های فوق مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از روش تاگوچی نشان داد، غلظت اولیه ی رنگ ها مؤثرترین عامل در کنترل بازده حذف متیل نارنجی و ایندیگوکارمین می باشد. تحت شرایط بهینه، چهار پاسخ شامل: درصد حذف و ظرفیت جذبِ ایندیگوکارمین و متیل نارنجی به ترتیب 75%، 87% و 5/62 و 3/81 میلی گرم بر گرم بدست آمد. بررسی سنتیک و همدماهای تعادلی نشان داد که همدمای بسط یافته لانگمویر و مدل شبه مرتبه دوم به خوبی نتایج تعادلی و سینتیکی را توجیه می کنند. مطالعه پارامترهای ترمودینامیکی ثابت کرد، فرایند حذف توسط جادب نانوکبالت هیدروکسید برای متیل نارنجی و ایندیگوکارمین به ترتیب گرماگیر (0<∆H°) و گرمازاست (0>°∆H). در بخش سوم نانوکامپوزیت پلی آنیلین - سیلیکا برای حذف همزمان رنگ های برموفنول آبی و تیتان زرد از محلول آبی استفاده شد. از روش اسپکتروفتومتری مشتقی مرتبه اول برای اندازه گیری همزمان این رنگ ها استفاده شد. شرایط حذ