توسعه روش¬هاي استخراج فاز جامد با استفاده از زئوليت LTA براي حذف آلاينده¬هاي آلي از محلول¬هاي آبي و كاربرد يك حسگر رنگ¬سنجي بر پايه كاغذ به منظور اندازه¬گيري هيدرازين در محلول¬هاي آبي و تشخيص روند فساد ميگو

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

هدف از اين رساله بررسي جاذب¬هاي جديد، كم هزينه و غيرسمي با سنتزي آسان بر پايه كامپوزيت¬هاي ساخته شده از زئوليت LTA براي حذف آلودگي¬هاي آلي ناشي از رنگ¬هاي سنتزي از جمله: متيل بنفش 6 بي، متيل نارنجي و مالاشيت سبز از محيط¬هاي آبي و حسگر كاغذي ارزان قيمت براي اندازه¬گيري آلاينده¬هاي آلي مي¬باشد. در سه پروژه اول اين رساله، براي بهبود عملكرد و افزايش كارايي زئوليت LTA جهت حذف رنگ¬هاي سنتزي سطح آن با مواد مختلف اصلاح شد. در پروژه اول، براي افزايش راندمان حذف زئوليت LTA براي حذف رنگ متيل بنفش 6 بي، سطح آن توسط گرافيتيك كربن نيتريد (g-C3N4) و نانوذرات مغناطيسي اكسيد آهن (Fe3O4) اصلاح شد. ويژگي¬هاي ساختاري و شناسايي جاذب به دست آمده توسط روش¬هاي مختلف تحليلي از جمله آناليز پراش پرتو X (XRD)، مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM)، پراش انرژي (EDS) مورد مطالعه قرار گرفت. در انتها پارامترهاي مؤثر در حذف رنگ توسط روش رويه پاسخ (RSM) مورد بررسي و بهينه‌سازي قرار گرفت. از دستگاه طيف¬سنج فرابنفش-مرئي براي اندازه¬گيري جذب استفاده شد. بيشترين ظرفيت جذب جاذب 384 ميلي¬گرم بر گرم در مدت زمان 2 دقيقه و با مقدار جاذب 10 ميلي¬گرم به دست آمد. هم¬دماهاي مختلف جذب مورد بررسي قرار گرفت و بر اساس اين مطالعات، جذب متيل بنفش 6 بي بر روي جاذب از هم¬دماي فرندليچ تبعيت مي¬كند. در پروژه دوم رساله، سطح جاذب زئوليتي به دست آمده در پروژه اول رساله، توسط سورفكتانت كاتيوني CTAB اصلاح و جهت حذف رنگ متيل نارنجي مورد توجه قرار گرفت. سپس، پارامترهاي كليدي در حذف رنگ با روش يك متغيير در زمان مورد بررسي قرار گرفت وحداكثر ظرفيت جذب 98 ميلي¬گرم بر گرم و با درصد حذف 92% در زمان تعادل 20 دقيقه به دست آمد. بررسي هم¬دماهاي مختلف جذب نشان داد كه جذب متيل نارنجي بر روي جاذب از هم¬دماي فرندليچ تبعيت مي¬كند. در پروژه سوم رساله، سطح جاذب هيبريدي زئوليت/g-C3N4 تهيه شده در پروژه اول رساله، با پليمر دندانه¬دار پلي¬آميدوآمين با هدف حذف مرحله آمينه كردن در تهيه پليمر موردنظر، كاهش مصرف حلال و مواد مضر در سنتز پليمر اصلاح شد.. در ادامه، جاذب تهيه شده به منظور حذف مالاشيت سبز مورد بررسي و پارامترهاي مؤثر در حذف رنگ، مورد مطالعه و بهينه‌سازي قرار گرفت. بيشترين ظرفيت جذب 1111 ميلي¬گرم برگرم در زمان تعادل 30 دقيقه و مقدار جاذب 6 ميلي¬گرم به دست آمد. هم¬دماهاي مختلف جذب مورد بررسي قرار گرفت و بر اساس مطالعات، جذب مالاشيت سبز بر روي جاذب از هم¬دماي لانگموير تبعيت كرد. نتايج به دست آمده در سه پروژه اول رساله نشان دادند كه جاذب¬هاي كامپوزيتي جديد و ارزان قيمت تهيه شده از زئوليت با داشتن خواص غير سمي بسيار مؤثر در حذف رنگ¬هاي مورد نظر عمل مي¬كنند. در پروژه چهارم رساله، يك حسگر كاغذي با روشي ساده، ارزان، حساس و تكرارپذير بر پايه چارچوب فلز- آلي تهيه شد. بر اين اساس، مس (Ⅱ) بنزن 1، 3 و 5 تري كربوكسيلات با داشتن دانسيته بالايي از يون¬هاي مس (Ⅱ) و قابليت كوردينه شدن با مولكول¬هاي كوچك به طور مستقيم و بدون هيچ حدواسطه¬اي بر روي سطح كاغذ A4 نشانده شد. حسگر كاغذي تهيه شده براي كلاس¬بندي و شناسايي آمين¬هاي مختلف از ديگر تركيبات آلي فرار و همچنين اندازه¬گيري هيدرازين در محلول مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهاي كليدي در اندازه¬گيري هيدرازين با روش يك متغير در زمان مورد بررسي قرار داده شد. آمين¬هاي مختلف با درصد خطاي ناچيز با استفاده از حسگر تهيه شده از هم و از ساير تركيبات آلي كلاس¬بندي و شناسايي شدند. محدوده خطي 0/20-0/1000 ميلي¬گرم بر ليتر و حد تشخيص 2/0± 2/7 ميلي¬گرم بر ليتر براي هيدرازين به دست آمد. اين روش براي اندازه¬گيري آناليت مورد نظر در پساب شهري استفاده شد و درصد بازيابي 98-103 درصد براي آن به دست آمد. در پروژه پنجم رساله، با استفاده از حسگر كاغذي تهيه شده روند فساد و تشخيص دو دسته ميگو سالم و بيمار از هم به صورت كيفي با استفاده از تجزيه و تحليل مؤلفه اصلي (PCA)و مدل تحليل تشخيص خطي (LDA) مورد ارزيابي قرار گرفت. در نهايت با استفاده از مدل LDA، دو دسته ميگو ذكر شده در دماهاي مختلف 4، 25 و 40 درجه سانتي¬گراد به ترتيب با نرخ خطاي 1/0، 14/0 و 33/0 در مدت زمان 20 ساعت از هم تفكيك و كلاس¬بندي شدند. در نهايت مطالعات انجام شده در دو بخش انتهايي رساله نشان داد كه حسگر تهيه شده كارايي و دقت بسيار بالا در تشخيص آمين¬ها و جداسازي ميگوهاي سالم از بيمار برخوردار مي-باشد.

236260

تجزيه

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان