سنتز و مشخصه يابي كربن متخلخل از چارچوب فلز آلي 5 و ارزيابي رفتار آن در جذب آلاينده رنگي متيلن آبي

كارشناسي ارشد

امروزه آلودگي هاي آبي يكي از مشكلات زيست محيطي است كه از جمله آن ها، مي توان به آلودگي هاي رنگي و يوني آب اشاره كرد. در اين ميان متيلن بلو MB بعنوان يك آلاينده رنگي مي تواند ناشي از صنايع مختلفي چون چاپ، كاغذ، نساجي، پلاستيك، وسايل آرايشي و بهداشتي، دارو، دباغي و غيره باشد. روش هاي متنوعي براي حذف آلودگي هاي رنگي چون متيلن بلو MB وجود دارد كه يكي از آن ها استفاده از كربن متخلخل حاصل از چارچوب هاي فلز-آلي MOFS-derived porous carbon مي باشد. در اين پايان نامه با كمك پيش ماده هاي بنزن دي كربوكسيليك اسيد و نيترات روي، يك نوع چارچوب فلز آلي با عنوان MOF-5 ، با روش حلال گرمايي و با استفاده از حلال دي‌متيل‌فرماميد DMF، سنتز ‌شد. در ادامه، ماده‌ي سنتز شده با استفاده از يك كوره تيوبي در دماهاي ۸۰۰ ،۹۰۰ و ۱۰۰۰ درجه سانتي گراد تحت عمليات حرارتي قرار گرفت تا كربن متخلخل حاصل از آن تهيه شود. همچنين در اين پژوهش به منظور بررسي اثر اسيدشويي و تاثير آن در ساختار و ويژگي هاي كربن حاصل از MOF-5، نمونه كربني سنتز شده در دماي ۸۰۰ درجه سانتي گراد با استفاده از اسيد نيتريك مورد بررسي قرار گرفت. به دنبال آن كربن هاي حاصل در دماهاي مختلف توسط آناليزهاي مختلفي، مانند آناليز پراش اشعه ايكس (XRD) ، طيف سنجي فوريه (FTIR) ، آناليز كاهش وزن (TGA-DTA) ،ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، طيف رامان، طيف نگاري فوتوالكتروني اشعه ايكس (XPS) و نيز جذب و واجذب نيتروژن (BET) به منظور تعيين سطح ويژه و توزيع اندازه حفرات بر محصول سنتز شده مورد سنجش واقع شدند. سپس كارايي و ظرفيت اين مواد در جذب متيلن بلو MB، مورد بررسي واقع شد و با كارهاي مشابه مورد مقايسه قرار گرفت كه در نهايت معلوم شد دماي پيروليز و عمليات اسيدشويي از پارامترهاي مهمي هستند كه در خواص كربن حاصل از چارچوب فلز آلي مورد نظر نقش اساسي دارند. همچنين نمونه كربني كه در دماي ۱۰۰۰ درجه سانتي گراد بدست آمد نسبت به كربن هاي حاصل در دماهاي ۸۰۰ و ۹۰۰ درجه سانتي گراد عملكرد بهتري داشت بطوري كه با سطح ويژه اي در حدود ۱۳۴۰ متر مربع بر گرم و حضور گروه هاي عاملي اكسيژني كه باعث مرطوب سازي سطح تماس مي شوند و نيز وجود ميكرو حفرات فراران، جذبي بيش از ۲۶۰۰ ميلي گرم بر گرم را از خود به نمايش گذاشت.

192504

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي نانو فناوري - نانو مواد

دكتر حسين بنا متجدد