Skip to main content
SUPERVISOR
Kiuomars Zargoosh
کیومرث زرگوش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hosein Habibi
حسین حبیبی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Synthesis of poly amic hydrazide as a novel polymer and its magnetic nanocomposite and their application in removal of Pb2+ and Cd2+ from industrial wastes
A novel polymer (poly amic hydrazide, PAH) was synthesised via 1:1 condensation reaction between pyromellitic dianhydride and terephthalohydrazide in DMSO. The structure of the polymer was confirmed by FT-IR and NMR. In the second stage, magnetic nanoparticles (magnetite, Fe 3 O 4 ) were prepared by the precipitation method. The prepared Fe 3 O 4 nanoparticles were characterized by TEM, FT-IR and XRD. The TEM images showed that the diameters of the Fe 3 O 4 nanoparticles are about 5?15 nm. In the third stage, a novel nanocomposite was prepared via reaction between Fe 3 O 4 nanoparticles and PAH under ultrasonication assisted conditions. Then the ability of PAH and Fe 3 O 4 @PAH nano composite for removal of heavy metal ions Pb 2+ and Cd 2+ was investigated. The effects of pH, contact time, metal ion concentration, temperature and background electrolytes on the adsorption characteristics of both adsorbents were studied. The maximum adsorption capacities of Pb 2+ and Cd 2+ with PAH adsorbent were 119 and 55 mg g -1 , respectively. The maximum adsorption capacities of Pb 2+ and Cd 2+ with Fe 3 O 4 @PAH adsorbent were 139 and 103 mg g -1 , respectively. In addition, it was found that presence of amide and carboxyl binding sites on the surface of both PAH and Fe 3 O 4 @PAH adsorbents can notably reduce the interferences of the alkaline/earth metal ions. The assumption that the metal ion adsorption is due to complex formation between active sites of the adsorbent and heavy metal ions was further confirmed by investigating the adsorption isotherms and kinetics. The desorption experiments under batch conditions revealed that the both adsorbents are reusable adsorbent for practical removal of heavy metal ions. The practical ability of the prepared adsorbents for removal of heavy metal ions from industrial samples was evaluted using different industrial wastewaters from Moham industrial complex and Hessam paint manufacturing company. The obtained results showed that PAH polymer and Fe 3 O 4 @PAH nanocomposite can be used for removal of heavy metal ions from industrial wastes.
در این پروژه تحقیقاتی، پلیمر جدید پلی آمیک هیدرازید(PAH) از واکنش پلیمر شدن تراکمی مول به مول ترفتالوهیدرازید و پیروملتیک دی انیدرید در حلال DMSO تهیه شد. با بررسی طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) و رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) ساختار پلیمر جدید تأیید شد. سپس نانوذرات مغناطیسی مگنتیت (Fe 3 O 4 ) به روش هم رسوبی تهیه شد. مشخصات نانوذرات مغناطیسی تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، FT-IR و آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) مورد مطالعه قرار گرفت. تصاویر TEM قطر نانوذرات Fe 3 O 4 را حدود 15-5 نانومتر نشان داد. سپس نانوکامپوزیت Fe 3 O 4 @PAH از واکنش بین PAH و نانوذرات Fe 3 O 4 با روش کمک شده اولتراسونیک تهیه شد. قابلیت حذف یون های فلزات سنگین Pb 2+ و Cd 2+ از محلول، توسط پلیمر PAH و نانوکامپوزیت Fe 3 O 4 @PAH بررسی شد. همچنین اثر pH، زمان تماس، غلظت یون فلزی، دما و الکترولیت زمینه بر خواص جذبی هر دو جاذب مورد بررسی قرار گرفت. حداکثر ظرفیت جذب برای Pb 2+ و Cd 2+ با جاذب PAH به ترتیب 119 و 56 میلی گرم بر گرم و برای جاذب Fe 3 O 4 @PAH به ترتیب 139 و 103 میلی گرم بر گرم بدست آمد. حضور گروه های کمپلکس hy;کننده آمیدی و کربوکسیلی در سطح هر دو جاذب تهیه شده، موجب کاهش مزاحمت جذب یون های فلزی قلیایی خاکی شد. این اثر احتمالاً به برهمکنش های قوی نرم- نرم میان سایت های آمیدی در سطح جاذب های سنتز شده و یون های فلزی سنگین برای تشکیل کمپلکس، مربوط می باشد. با بررسی سینتیک و ایزوترم های جذب مشخص شد که جذب یون های فلزی به واسطه تشکیل کمپلکس میان سایت های فعال جاذب و یون های فلزی سنگین انجام می گیرد. آزمایش های واجذب تحت شرایط ناپیوسته انجام گرفت و نشان داد که هر دو جاذب قابلیت استفاده تا 4 مرحله برای حذف یون های فلزات سنگین را دارند. به منظور ارزیابی توانایی کاربردی جاذب های تهیه شده برای حذف یون های فلزات سنگین از نمونه های پساب صنایع مهمات سازی (مهام) و رنگ سازی (حسام) استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان دادکه پلیمر PAH و نانوکامپوزیت Fe 3 O 4 @PAH می توانند به عنوان جاذب های کارآمد برای حذف یون های فلزات سنگین از پساب های صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی