Skip to main content
SUPERVISOR
Omidvar Farhadian,Norolah Mirghafari
امیدوار فرهادیان (استاد مشاور) نوراله میرغفاری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Derakhshan
زهرا درخشان بروجنی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Lead Removal from Aqueous Solutions Using Biochar and Activated Carbon Prepared from Algal Biomass
Preparation and characterization of biochar and activated carbon from marine macro-algal Sargassum ilicifolium and freshwater microalgal Scenedesmus quadricauda biomass have been examined as adsorbents for the removal of lead from aqueous solutions. Using a slow pyrolysis process biochars generated at 500°C under nitrogen atmosphere with the residence times of 60 min. The activated carbons have prepared by KOH activation under the same carbonization conditions of biochar. Pyrolysis characteristics of four carbonaceous adsorbents were studied by using the FTIR, BET and SEM analysis. The SEM images of BC and AC samples can be argued that all sorbents have a heterogeneous, well-developed structure. FTIR analysis results revealed the presence of –OH, COOH, C=O, and C-C functional groups in chars and activated carbons. Biochars and activated carbons prepared from (SI) and (Sq) showed surface area around 3.6, 54.6, 8.3 and 81.15 m 2 g ?1 , respectively. Adsorption Experiments of lead by batch study using Taguchi experimental design in five level, with four factors including lead (II) ions concentration, the adsorbent dose, contact time and pH have been carried out, that initial concentration and dose adsorbent had the most influence on the sorption, respectively for chars and activated carbons. Contact time in four sorbent had the less effect. The adsorption efficiency of lead for carbonaceous adsorbents in the optimal conditions were more than 90%. It was found that biochars removes lead ion from aqueous solution as well as the activated carbons. Results showed that the adsorption process was better described by the Langmuir model. It was found that the kinetics data fitted well to the pseudo second-order kinetics. It was shown that all sorbents can be regenerated and used as a sorbents of multi-use. 0.1 M HNO 3 was the best eluent for desorption of lead ion in the sorption/desorption studies in the third stage. It was proved that chars and activated carbons removes more efficiently lead ion from aqueous solutions than the commercial activated carbons. Keywords: Algae, Biochar, Activated carbon, Adsorption and Lead.
مشخصهیابی و تولید زغال زیستی و کربن فعال از دو نوعزیتوده ماکرو جلبک دریایی سارگاسوم ایلیسی فولیوم و میکرو جلبک آب شیرین سندسموس کوادریکوادا به‌عنوان جاذب برای حذف سرب از محلول‌های آبی بررسی شد. زغال زیستی به وسیله فرایند پیرولیز آهسته در دمای 500 درجه سانتی‌گراد در اتمسفر نیتروژن به مدت یک ساعت و کربن فعال به‌وسیله فعال‌سازی شیمیایی با هیدروکسید پتاسیم طی یک مرحله و شرایط مشابه کربونیزاسیون زغال زیستی تولید شد. خصوصیات جاذب‌های تولیدشده به‌وسیله، طیف‌سنجی مادون‌قرمز، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی و سطح ویژه بررسی شد. تصاویر به‌دست‌آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی سطح به‌خوبی توسعه‌یافته را در جاذب‌های کربنی تولیدشده نشان داد. سطح ویژه بیوچارها و کربن‌های فعال تولیدشده از سارگاسوم و سندسموس به ترتیب 6/3، 6/54، 3/8 و 15/81 مترمربع بر گرم بود. آنالیز طیف‌سنجی حضور گروه‌های عاملی کربوکسیلو هیدروکسیل در جاذب‌های تولیدشده را نشان داد.آزمایش‌های جذب با بررسی اثر 4 عامل،غلظت اولیه سرب، مقدار جاذب، زمان تماس و pH در 5 سطح به‌صورت ناپیوسته و با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی انجام شد، حداکثر میزان جذب سرب در شرایط بهینه بیش از 90 درصد بهدست آمد. برای جذب سرب به وسیلهزغال زیستی غلظت اولیه و برای کربن فعال، میزان جاذب بیشترین تأثیر و زمان تماس کمترین تأثیر را برای هر چهار جاذب کربنی تولید شده در فرایند جذب نشان داد. زغال زیستی نیز مانند کربنفعال در جذب سرب کارایی بالایی داشت. برازش داده‌های حاصل از جذب سرب با مدل‌های هم‌دمای لانگمویر و فروندلیچ به ترتیب مطابقت بهتری داشت. بررسی مدل‌های سینتیکی جذب سرب به وسیله جاذب‌های کربنی تولید شده نشان داد، مدل شبه مرتبه دوم با ضرایب همبستگی بالاتر نسبت به مدل شبه مرتبه اول تطابق بیشتری با داده‌های حاصل از جذب سرب دارد. نتایج آزمایش‌های ستونی نشان داد که هر 4 جاذب کربنی تولید شده قابلیت احیای بالایی با اسید نیتریک 1/0 مولار در طی سه مرحله دارند. جاذب‌های تولیدشده دارای قابلیت جذب قابل مقایسه با نمونه‌های کربن فعال تجاری و آزمایشگاهی بود. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، جاذب‌های کربنی تولیدشده کارایی بالایی برای جذب سرب از محلول‌های آبی نشان داد. کلمات کلیدی: جلبک، زغال زیستی، کربن فعال، جذب سطحی و سرب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی