Skip to main content
SUPERVISOR
Rahmatollah Emadi,Ahmad Moheb
رحمت اله عمادی (استاد راهنما) احمد محب (استاد مشاور)
 
STUDENT
MOZHGAN NADERI SAMSANI
مژگان نادری سمسانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Fabrication and Characterization of betta-TriCalcium Phosphate and its forming in bead shape using alginate biopolymer for Pb removal from aqueous solution
The lake of water sources for human is a serious problem nowdays and industrial development and release of their pollutant into the waters intensify this problem. So finding methods and improvement of technologies for decontamination of waste waters is necessary. Among different pollutants heavy metals, specially Lead, are very dangerous for livings due to their accumulation in organs and harmful effects on health. Adsorption is one of the widely used processes for heavy metal removal from contaminated water, since it is a flexible and economical method. So far different materials have been used as adsorbent in this process, but mineral materials are more desirable because of their biocompatibility. ?-tricalcium phosphate (?TCP) is a mineral adsorbent with good performance in lead sorption. ?TCP powder in nano-scale has better sorption capacity than larger sizes, but needs high-cost filtration process. In this work nano- ?TCP was fabricated and then shaped using Alginate biopolymer in bead form. Alginate-65%W ?TCP beads were used to decontamination of 900 ppm lead aqueous solution in pH=5 at room temperature. The sorption capacity of this adsorbent was measured to be 208.2 (mg/g) after 1 hour contact time with lead solution. Scanning Electron microscopy, Energy dispersive x-ray analysis and x-ray diffractometery were used to characterization of powder and beads. The main sorption mechanism was detected to be dissolution-precipitation for ?TCP powder and ion-exchange for Alginate biopolymer. The equilibrium behavior of Alginate-65%W ?TCP composite bead was described well by the Langmuir isotherm model and the overall adsorption process was successfully fitted with the pseudo-second-order kinetic model. Key Words : ?Tricalcium phosphate, Alginate, Lead, Adsorption.
امروزه کمبود آب در دسترس و با کیفیت مناسب برای بشر یک بحران جدی محسوب می شود. به ویژه با پیشرفت صنایع و افزایش آلاینده های آن که نهایتا به آب های سطحی و زیرزمینی راه پیدا می کنند، این بحران به طور جدی تر خود را نشان می دهد. بنابراین یافتن روش هایی برای تصفیه آب و جداکردن آلاینده ها از آن و ارتقای فناوری های موجود در این زمینه ضروری به نظر می رسد. از بین انواع آلاینده های آلی و معدنی، فلزات سنگین به ویژه سرب به علت خطرات جدی که برای انسان و سایر موجودات زنده در بردارد، باتوجه به ماندگاری آن در چرخه زیست، جداسازی آن از آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش جذب سطحی به علت مزایای فراوان ازجمله انعطاف پذیری و مقرون به صرفه بودن نسبت به سایر روش های جداسازی مورد توجه بیش تری قرارگرفته است. تاکنون مواد متعددی برای جذب در این روش پیشنهاد شده اند که در این بین جاذب های معدنی به دلیل زیست سازگاری و بی خطر بودن برای محیط زیست نسبت به سایر جاذب ها ارجحیت دارند. بتاتری کلسیم فسفات یک جاذب معدنی است که توانایی آن در جذب یون سرب به اثبات رسیده است. اما جداسازی این جاذب پس از فرایند جذب از محلول آبی معضلی است که استفاده از آن را با محدودیت مواجه نموده است. در پژوهش حاضر جاذبی مرکب از این ماده و بیو پلیمر آلژینات به صورت مهره ای شکل دهی شده و کارائی آن در جذب سرب مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور ابتدا پودر بتا به روش رسوب گذاری شیمی تر تهیه شده و سپس در نسبت 65 به 35 با آلژینات ترکیب و در محلول کلسیم کلرید 0.2 مولار به صورت مهره هایی با قطر تقریبی 4/1 میلی متر شکل دهی شد. آزمون جذب با افزودن جاذب به محلول در نسبت 400/1، در pH اولیه برابر 5 که pH بهینه برای فرایندهای جذب با استفاده از پلیمر آلژینات در جذب سرب است و غلظت اولیه سرب در محلول برابر ppm900 انجام گرفت. باتوجه به تمایل ذاتی آلژینات در جذب فلز سرب، این ماده باعث بهبود توانایی جذب شده و جاذبی با ظرفیت جذب قابل قبول (2/208 میلی گرم بر گرم) تولید گردید. برای بررسی مکانیزم جذب توسط این جاذب، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و الگوی تفکیک انرژی پرتو ایکس از نمونه تهیه شده و با توجه به آن ها، مکانیزم غالب برای بتا رسوب و انحلال آن ارزیابی شد. درمورد آلژینات جانشینی یون های سرب به جای کلسیم عامل جذب توسط این ماده است. نهایتا رفتار سینتیکی و تعادلی جذب با مدل های ریاضی موجود مورد ارزیابی قرار گرفته و مدل لانگمویر در بررسی رفتار تعادلی و مدل شبه مرتبه اول در بررسی رفتار سینتیکی جاذب تطابق خوبی را با مشاهدات تجربی از خود نشان دادند. کلمات کلیدی: بتاتری کلسیم فسفات، آلژینات، سرب، جذب سطحی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی