تهيه ميكروكره هاي بر پايه آلژينات تقويت شده با خاك اره، نانوذره هاي اكسيد آهن و چارچوب هاي آلي-فلزي به منظور حذف رنگ هاي آلي از محيط هاي آبي و بررسي عملكرد زيست فعالي آنها

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

در پژوهش اول براي نخستين بار دانه¬هاي نانوكامپوزيتي آلژينات مغناطيسي حاوي خاك اره اصلاح شده با سيتريك اسيد كه با CA-sawdust معرفي مي¬شود، به¬عنوان يك زباله زيستي و نانوذره¬هاي Fe3O4 طراحي شدند. نانوكامپوزيت تهيه شده (Alginate/CA-sawdust/Fe3O4) با استفاده از روش¬هاي مختلفي مانند طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز، پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر زمينه و آزمون تجزيه پرتوي ايكس با انرژي پاشنده به همراه نقشه عنصري شناسايي شدند. اين نانوكامپوزيت جديد زيست سازگار با موفقيت براي حذف رنگ كاتيوني مالاشيت گرين استفاده شد. جداسازي آسان تحت ميدان مغناطيسي و قابليت استفاده مجدد را مي¬توان به¬عنوان دو ويژگي مهم اين جاذب نام برد. درصد حذف مالاشيت گرين با استفاده از دانه¬هاي Alginate/CA-sawdust/Fe3O4 حدود 95-90 درصد محاسبه شد. سه مدل هم¬دما شامل لانگموير، فرندليچ و دوبيبين-رادوشكوويچ براي بررسي داده¬هاي جذب مورد استفاده قرار گرفتند. هم¬چنين، سينتيك جذب با استفاده از مدل¬هاي شبه مرتبه اول و دوم بررسي شدند. در هر مورد، دو فرم خطي و غير¬خطي براي بررسي مدل¬ها استفاده شدند و مناسب¬ترين مدل هم¬دما و مدل سينتيكي بر اساس ضرايب هم¬بستگي و تعدادي از تابع¬هاي خطا انتخاب شدند. اين فرآيند به خوبي با مدل‌ هم¬دماي لانگموير و غيرخطي شبه مرتبه اول سينتيكي توصيف شد. علاوه بر اين، هر دو مدل پخش فيلم و نفوذ درون ذره در ساز و كار حذف مالاشيت گرين مورد بررسي قرار گرفتند. براساس داده¬هاي بدست آمده از اين مدل¬ها، وجود برهمكنش¬هاي فيزيكي غالب ميان جاذب و جذب شونده در اين فرآيند جذب تائيد گرديد. در پژوهش دوم، از CA-sawdust و UiO-66-NH2 به¬عنوان دو جاذب ايده¬آل استفاده شد و دانه¬هاي Alginate/CA-sawdust/UiO-66-NH2 تهيه و با روش¬هاي گوناگون شناسايي شدند. اين دانه¬ها براي مطالعه مقايسه¬اي در حذف رنگ-هاي كاتيوني و آنيوني مورد استفاده قرار گرفتند. اين جاذب يك جاذب گزينش¬پذير خوب براي حذف متيلن بلو در مقابل متيل اورانژ در يك سيستم دوتايي بود. تأثير پارامترهاي مختلف بر جذب متيلن بلو مورد بررسي قرار گرفت. فرآيند حذف با استفاده از فرم خطي و غير¬خطي مدل¬هاي گوناگون بررسي و مناسب¬ترين مدل با تكيه بر تابع¬هاي خطا محاسبه شده، گزينش گرديد. بر اين اساس، حذف متيلن بلو از مدل هم¬دماي خطي فرندليچ و مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم غيرخطي پيروي كرد. آزمايش بازيابي مجدد جاذب، بازده حذف متيلن بلو را پس از 9 چرخه استفاده مجدد بالاتر از حدود 89 درصد نشان داد. عوامل مختلفي در ساز و كار و كنترل نرخ اين جذب نقش داشته، و اين نتايج پتانسيل دانه‌هاي Alginate/CA-sawdust/UiO-66-NH2 را به¬عنوان يك جاذب گزينش¬پذير براي حذف رنگ¬هاي كاتيوني تأييد مي‌كند. در پژوهش سوم، زيست فعالي دانه¬هاي نانوكامپوزيتي Alginate/CA-sawdust/Fe3O4 مطالعه گرديد. به اين منظور، نانوكامپوزيت¬هايي با درصدهاي مختلف 9، 12 و 15 درصد وزني از نانوذره¬هاي Fe3O4 تهيه شد. براي بررسي ويژگي زيست¬فعالي به صورت درون آزمايشگاهي، غوطه¬ور سازي نانوكامپوزيت¬هاي تهيه شده به مدت 28 روز درون محلول شبيه-سازي شده با بدن مورد بررسي قرار گرفت. ميزان حلاليت و جذب آب توسط نمونه¬هاي تهيه شده محاسبه شد و روش¬هاي مختلف به-منظور تأييد تشكيل هيدروكسي¬آپاتيت بر روي سطح نانوكامپوزيت¬ها و عدم سميت استفاده گرديد. نانوكامپوزيت Alginate/CA-sawdust/Fe3O4 15 درصد وزني ويژگي ضد باكتريايي قابل توجهي در برابر استافيلوكوكوس اورئوس از خود نشان داد. براساس نتايج بدست آمده، اين ساختارها قابليت استفاده به¬عنوان داربست در حوزه مهندسي بافت را دارا مي¬باشند.

219306

آلي - پليمر

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان