بررسي عوامل موثر بر سنتز گرافن و مشتقات آن به منظور پوشش دهي بر روي بستر رسي براي تصفيه آب

كارشناسي ارشد

تصفيه آب يك امر حياتي و اساسي براي زندگي بشر است. اهميت تصفيه آب با توجه به عدم پاسخگويي منابع آبي كيفي به دليل رشد جمعيت، مورد توجه جوامع بشري فعلي قرار گرفته است. وجود آلاينده ها در آب بدون شك تهديدي بزرگ براي محيط زيست و سلامت انسان است. مواد مختلفي در سال هاي اخير براي تصفيه آب پيشنهاد و بكار رفته اند. در پژوهش هاي اخير، پتانسيل بالقوه مواد دوبعدي از جمله اكسيدگرافن و كامپوزيت هاي آن براي تصفيه آب نشان داده شده است. هدف از اين پروژه، ساخت فيلتر رسي پوشش داده شده با كامپوزيت اكسيدگرافن/پلي دوپامين براي تصفيه آب است. در راستاي رسيدن به اين هدف، سنتز اكسيدگرافن از دو روش الكتروشيميايي و هامرز اصلاح شده، و كامپوزيت اكسيدگرافن/ پلي دوپامين از طريق خود پليمريزاسيون دوپامين در حضور اكسيدگرافن در محلول آبي صورت گرفت و براي پوشش دهي بستر سراميكي از روش غوطه وري استفاده شد. بررسي فازي محصولات به دست آمده در هر مرحله به كمك آناليز پراش پرتوي ايكس، بررسي اكسيداسيون محصولات و شناسايي پيوندها در اكسيدگرافن و كامپوزيت هاي سنتز شده با استفاده از طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ و طيف سنجي رامان انجام شد. سپس توزيع اندازه و ريخت ذرات اكسيدگرافن، پلي دوپامين و كامپوزيت آن ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني مورد مطالعه قرار گرفت. در انتها، بررسي ميزان تخريب آلاينده ي متيلن بلو با استفاده از آناليز طيف سنجي مرئي-فرابنفش انجام شد. بررسي آناليزها نشان داد كه اكسيدگرافن، پلي دوپامين و كامپوزيت هاي اكسيدگرافن/پلي دوپامين به خوبي سنتز شده اند. تمامي نمونه ها از قدرت جذب بالايي در جذب آلاينده ي متيلن بلو برخوردار هستند و با افزودن اكسيدگرافن به پلي دوپامين، ميزان جذب به دليل افزايش گروه هاي حاوي اكسيژن، از 63% به 99% افزايش يافت. با توجه به تصاوير مقطعي ميكروسكوپ الكتروني روبشي، پوشش GO اعمال شده از بستر جدا شده است و با افزودن PDA به اكسيدگرافن، پايداري پوشش روي بستر رسي بهبود داده شد. به طوري كه پوشش در نمونه GO/PDA50 بدون هيچ تغييري در زمان هاي طولاني در محيط آبي و تحت فراصوت باقي ماند. با استفاده از اين پوشش كامپوزيتي روي بستر رسي ارزان قيمت، كارايي بدنه در 40 دقيقه اول جذب رنگ آلي از20% به 82% افزايش يافت و بازدهي جذب رنگدانه ي متيلن بلو99/5% شد.

210746

دانشگاه علم و صنعت ايران

حسين سرپولكي

مهندسي مواد و متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

سعيد رستگاري - هاجر قنبري