تهيه و مشخصه‌يابي كامپوزيت‌ها و بيوكامپوزيت هاي پليمري متخلخل از مواد اوليه در دسترس و زيست توده‌ به منظور حذف آلاينده‌هاي متيلن بلو، دايركت اسكارلت، سرب و كرم

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

شيمي

دكتري

در اين رساله، مجموعه‌اي از مواد جاذب متخلخل براي ارزيابي تأثير گروه‌هاي عاملي و طراحي ساختار بر عملكرد جذب سنتز شدند. بدين منظور سه پليمر آلي متخلخل از طريق تشكيل شبكه آلي كووالانسي و يك جاذب كامپوزيتي از تركيب هيدروچار و آلژينات توسعه داده شد. در تمام جاذب‌هاي تهيه شده انتخاب مواد دردسترس و زيست سازگار در اولويت بود. با هدف تهيه كامپوزيت هاي پليمري متخلخل به منظورحذف آلاينده هاي آلي و معدني، ابتدا پليمر آلي متخلخل متشكل از سيانوريك كلريد و ملامين بر روي نانوذرات مغناطيسي پوشش داده شده با سيليكا سنتز شد. اين كامپوزيت كه در آن نانوذرات مغناطيسي مانند هسته و پليمرآلي كوالانسي تري‌آزيني تشكيل شده بر آن مانند گلبرگ در اطراف هسته قرار گرفته است. جاذب پس از شناسايي و مشخصه يابي، جهت بررسي حذف رنگ دايركت اسكارلت مورد بررسي قرار گرفت. بررسي ها نشان داد كه حداكثر ظرفيت جذب براي اين تركيب برابر باmg/g 28/215 و جاذب از ايزوترم كوندا پيروي ميكند. سينتيك جذب نيز از مدل هاي فراكتال مانند شبه مرتبه nام، دوانلد-وانگر و معادله مرتبه مختلط فراكتال مانند پيروي كرده و بازيابي جاذب نشان دهنده جذب شيميايي و فيزيكي در چرخه بازيابي اول و جذب فيزيكي در چرخه هاي بعدي است. در ادامه به منظور تهيه جاذبي سازگار با محيط زيست، پس از فرايندهاي كربني‌كردن هيدروترمال و هيوميكي كردن هيدروترمال زيست توده تفاله هويج، هيدروچار حاصل از اين فرايند‌ها جداسازي شد و از كامپوزيت هيدروچارها و آلژينات، مهره‌هايي در محلول كلسيم كلريد تهيه شد. اين مهره‌ها نيز پس از شناسايي و مشخصه‌يابي به جهت بررسي حذف رنگ متيلن بلو مورد بررسي قرار گرفت. بررسي ها نشان داد كه حداكثر ظرفيت جذب براي اين مهره ها در حدود mg/g00/580 و جاذب از ايزوترم ردليچ-پترسون پيروي ميكند. سينتيك جذب نيز از معادله الوويچ پيروي كرده و بازيابي جاذب نشان دهنده كاهش مقدار قابل توجهي از راندمان حذف جاذب در هر مرحله بازيافت مي‌باشد. به منظور استفاده از بيوپليمرها و بررسي عملكرد آنها به عنوان پليمرهاي آلي كوالانسي، در پروژه بعدي، با اكسيد كردن كربوكسي متيل سلولز و ايجاد آلدهيد، به وسيله پارااكسي‌دي‌آنيلين پليمر آلي متخلخل ايميني سنتز شد . تهيه پليمر آلي متخلخل ايميني با دو روش متفاوت در حضور پارافرمالدهيد و در شرايط رفلاكس مورد مقايسه قرار گرفت. بررسي ها نشان داد كه پليمر به دست آمده به صورت انتخابي در حذف سرب موثر است و حداكثر ظرفيت جذب براي اين جاذب برابر با mg/g00/67 براي تركيب تهيه شده از طريق رفلاكس است. اين جاذب از ايزوترم كوندا و سينتيك جذب نيز از معادله شبه مرتبه دوم پيروي كرد. براي جاذب تهيه شده در حضور پارافرمالدهيد حداكثر ظرفيت جذب برابر باmg/g50/33 بود و از ايزوترم جوانوويك تك لايه و سينتيك الوويچ پيروي كرد. بررسي ترموديناميكي هر دو جاذب نشان دهنده گرماده بودن جذب بود. در پروژه بعدي بررسي عملكرد بيوپليمر نشاسته ذرت اكسيد شده كه با 6،2-دي‌آمينوپيريدين از طريق واكنش شيف باز تشكيل پليمر آلي متخلخل ايميني مي‌دهد در حذف انتخابي كرم (VI) مورد بررسي قرار گرفت. جاذب تهيه شده حداكثر ظرفيت جذب برابر با mg/g/103 را نشان داد. جاذب از ايزوترم لانگموير و سينتيك جذب نيز از الوويچ پيروي كرد.همچنين بررسي‌هاي ترموديناميكي گرماده بودن جذب را نشان داد.

237313

آلي

شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان