Skip to main content
SUPERVISOR
فاطمه داور (استاد راهنما) محمدرضا لقمان (استاد مشاور)
 
STUDENT
Shiva Tabesh
شیوا تابش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Alumina nanoparticles: Synthesis, Characterization and its application for the removal of lead and cadmium ions
In this research, we illustrate the synthesis of nano-sized ?- and ?-Al 2 O 3 with the new precursor by modified sol–gel method. Triethanolamine (TEA), diethylene glycol (DEG) and ethylene glycol (EG) were employed as gelling agent. Citric acid (CA) and aluminium nitrate nonahydrate (Al(NO 3 ) 3 .9H 2 O), were used as chelating agent and Al 3+ source, respectively. The nanostructure products were characterized by TGA, DTA, FT-IR, XRD and FE-SEM. The XRD results revealed that the lowest temperature for preparation of the ?- and ?-Al 2 O 3 obtained at 800 °C and 1200°C respectively. The average crystallite size for ?- and ?-Al 2 O 3 samples were about 14.5 and 28 nm, respectively. The SEM images show different morphologies by changing the proportions of CA: TEA/EG/DEG molar ratios. For characterization of optical properties of alpha alumina nanoparticles, photoluminescence (PL) and ultraviolet–visible spectroscopy (UV-Vis) were considered. The PL emission spectra of ?-Al 2 O 3 assumed that the hydroxyls groups present in the Al 2 O 3 structure are the responsible for strong photoluminescence emission at 507 nm. Next, removal of heavy metal ions (lead and cadmium) by adsorption on ?-alumina investigated. Various experimental parameters; pH, adsorbent dosage, and contact time, were iected for their effects on the adsorption of Pb(II) and Cd(II) from water. The maximum lead and cadmium removal were obtained at: pH 5; 5 and 50 mg adsorbent dosage for Pb(II) and Cd(II) respectively, and contact time of 20 and 30 min for Pb(II) and Cd(II), respectively. The equilibrium study showed that the adsorption data of both metals followed the Freundlich isotherm model. It was determined that adsorption process on to ?-Al 2 O 3 established good potentiality to remove Pb(II) and Cd(II) from aqueous solutions.
در این پژوهش، نانوذرات گاما و آلفا آلومینا با استفاده از پیش ماده ی آلومینیوم نیترات نه آبه (Al(NO 3 ) 3 . 9H 2 O) به عنوان منبع Al 3+ و نسبت های مولی مختلف از تری اتانول آمین(C 6 H 15 O 3 N) و اسید سیتریک (C 6 H 8 O 7 ) به عنوان عوامل ژل کننده و کیلیت دهنده ، به روش سل ژل اصلاح شده، سنتز شدند. نانوذرات سنتز شده با روش های وزن سنجی گرمایی (TGA) ، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) و پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی و شناسایی قرار گرفتند. نتایج آزمون XRD وجود نانوذرات ?-آلومینا در دمای °C 800 و نانوذرات ?-آلومینا در دمای °C 1200را تایید کرد. هم چنین متوسط اندازه های نانوذرات از رابطه دبای شرر، 5/14 نانومتر برای فاز ? -آلومینا و 28 نانومتر برای فاز ?-آلومینا به دست آمد. با استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی با میدان القایی (FE- SEM ) مشخص شد نانوذرات سنتز شده دارای مورفولوژی شبه کروی هستند. بررسی های اولیه نانوذرات آلومینای سنتز شده نشان داد نانوذرات ?-آلومینا نسبت به نانوذرات ?-آلومینا کارایی بیشتری در حذف آلاینده ها از محیط دارند. بنابراین در سایر آزمایش ها از این نانوذرات به عنوان جاذب به منظور حذف آلاینده های سرب و کادمیوم از آب های آلوده استفاده شد. سپس تاثیر پارامتر های مختلف نظیر pH، غلظت های اولیه محلول های سرب وکادمیوم، مقدار های مختلف جاذب و زمان جذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین کارایی نانوذرات ?-آلومینا سنتز شده برای حذف سرب (در شرایط pH:5، غلظت اولیه 50 میلی گرم بر لیتر، مقدار جاذب 5 میلی گرم و مدت زمان 20 دقیقه) 97 درصد و برای حذف کادمیوم (در شرایط pH:5، غلظت اولیه 50 میلی گرم بر لیتر، مقدار جاذب 60 میلی گرم و مدت زمان 30 دقیقه) 87 درصد می باشد. داده های به دست آمده از منحنی های جذب نشان داد که حذف آلاینده های سرب و کادمیوم با استفاده از جاذب ?-آلومینا از منحنی جذب فروندلیچ پیروی می‌کند. نتایج به دست آمده نشان داد نانوذرات ?-آلومینای سنتز شده کارایی زیادی را برای حذف سرب و کادمیوم از محیط های آلوده دارند. به علاوه، خواص نوری نانوذرات ?-آلومینا با استفاده از طیف سنجی (UV-Vis) و تکنیک فتولومینسانس (PL) مورد بررسی قرار گرفت. طیف فتو لومینسانس (PL) نانوذرات ?-آلومینا در طول موج برانگیختگی 320 نانومتر دو نشر قوی با مراکز 507 و 750 نانومتر از خود نشان داده است و مشخص شد که خواص نوری نانوذرات ?-آلومینا سنتز شده درنتیجه وجود ناخالصی‌های اندک وهم چنین گروه های هیدروکسیل موجود در سطح این نانوذرات ایجاد شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی