Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed-Abdolkarim Hoseini,Alireza Alafchian
سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما) علیرضا علافچیان (استاد مشاور)
 
STUDENT
SaeedReza Zahabi
سعیدرضا ذهبی عمروآبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Investigation of affecting factors on the efficiency of functionalized nanofiber membranes for removal nickel and cadmium heavy metals.
y the rapid development of industry and new technologies, environmental pollution leading to an increased threat of human health, particularly in recent years the amounts of heavy metal ions in the wastewater have been increased. Heavy metal contaminants present in wastewater from several industries such as metal industries (steel, iron), metal plating, mining operations, textile and dyeing, battery, etc. Heavy metals are not biodegradable, hence have tendency to accumulation in the body of organisms that are causing disease and abnormalities. Removal of heavy metal ions doing in various ways, including physical and chemical adsorption methods. The chemical adsorption method, is a simple method to remove heavy metals from aqueous solutions that can be doing by polymer containing functionalized groups. In this investigation, Firstly nylon 66 nanofibrous Membranes have been produced with a thickness of 110 micrometers, average diameter of the nanofibers 287 nm and the electrospinning time 16 hours. Then the nanofiber membranes functionalized by trimercaptopropyltrimethoxysilane(TMPTMS) by sol-gel method. Two metal, cadmium and nickel, which are harmful heavy metals are chosen. The effect of filtration process parameters such as initial concentration of metal solution, pH of solution and pressure, and amount of functionalizer(TMPTMS) on the adsorption was studied. In surveying of filtration process parameters, the results showed that metal ion rejection increased by increasing the pH of solution and decreased by increasing initial concentration of effluent, and by increasing pressure the metal ion rejection initially increased and then decreased. By increasing the amount of functionalizer removal efficiency increased. Maximum efficiency of absorption of cadmium and nickel, respectively, 93.0% and 97.6% of the polymer solution of 19% (w/w) of nylon 66 was prepared in formic acid / chloroform mixture (75:25 v/v) on carbon foam for 16 hours, applied voltage of 12.5 kV and feed rate 0.314 ml/h, take up velocity 65 rpm, in the cross-flow filtration system for initial concentration 20 ppm for an hour at a pressure level of 1.7 bar and at pH 7 and amount of functionalizer 2/5 ml was obtained. Filtering mechanism of the membrane is block the pores type and metal ion adsorption isotherm for nylon 66 nanofiber membrane was Freundlich. The maximum adsorption capacity of Cd and Ni by Freundlich model, respectively, 956 and 1269 mg/g was shown to have a high capacity to work. Keywords: heavy metals, electrospinning, trimercaptopropyltrimethoxysilane, sol-gel, cross-flow filtration
با پیشرفت سریع صنعت و ورود تکنولوژی های جدید، آلودگی محیطی منجر به افزایش تهدید در سلامتی انسان می شود، به خصوص در سال های اخیر مقادیر یون های فلزات سنگین در پساب ها افزایش پیدا کرده است. فلزات سنگین آلاینده در پساب بسیاری از صنایع مانند صنایع فلزی(فولاد وآهن) ،آبکاری فلزات، عملیات استخراج معدن، نساجی و رنگرزی باطری سازی و غیره موجود می باشند. فلزات سنگین از نظر زیستی تخریب پذیر نیستند لذا تمایل به انباشتگی در بدن موجودات زنده دارند که باعث ایجاد بیماری ها و نابهنجاری هایی می شوند. حذف یون های فلزات سنگین به روش های مختلفی از جمله روش های جذب فیزیکی و شیمیایی انجام می شود. روش جذب شیمیایی، یکی از روش های ساده و معمول برای جداسازی فلزات سنگین از محلول های آبی می باشد که می تواند توسط مواد پلیمری شامل گروه های عامل دار انجام شود. در این تحقیق ابتدا غشاهایی با ضخامت µm 110 و میانگین قطر نانوالیاف در محدوده nm 287 از پلیمر نایلون 66 و مدت زمان الکتروریسی 16 ساعت تولید گردید. سپس سطح نانولیف توسط ماده ی تری مرکاپتوپروپیل تری متوکسی سیلان (TMPTMS) و از طریق روش سل ژل عامل دار شد. در ادامه ضمن بهینه سازی شرایط تولید غشاء، کارایی آن با اندازه گیری میزان جذب یون های فلزی کادمیوم و نیکل ارزیابی شد و شرایط بهینه فیلتراسیون با توجه به پارامترهای تاثیرگذار محلول آبی بر راندمان بررسی گردید. تأثیر پارامترهای فرآیند فرآیند فیلتراسیون مثل غلظت اولیه محلول فلزی، pH محلول، فشار و مقدار ماده عامل دار کننده بر میزان جذب مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی پارامترهای فرآیند فیلتراسیون مشاهده شد که با افزایش غلظت اولیه محلول فلزی راندمان کاهش، با افزایش pH محلول راندمان افزایش، با افزایش فشار راندمان ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین با افزایش مقدار ماده عامل دار کننده راندمان افزایش می یابد. راندمان جذب کادمیم و نیکل به ترتیب 0/93% و 6/97% از الکتروریسی محلول 19% وزنی-وزنی پلیمر نایلون 66 در مخلوط اسید فرمیک/کلروفرم با نسبت 25:75 بر روی فوم کربنی و به مدت 16 ساعت، ولتاژ kV 5/12 و نرخ تغذیه ml/h 314/0، سرعت برداشت rpm 65، مقدار ماده عامل برابر ml 5/2 در سیستم فیلتراسیون جریان عرضی برای غلظت ppm 20 به مدت زمان یک ساعت در فشار 7/1 بار و در pH برابر 7 به دست آمد. مکانیسم فیلتر شدن غشاء ساخته شده از نوع انسداد داخلی منافذ و ایزوترم جذب یون های فلزی برای غشاء ساخته شده از نانوالیاف نایلون 66 از نوع فرندلیچ تعیین شد. ماکزیمم ظرفیت جذب کادمیوم و نیکل توسط مدل فرندلیچ به ترتیب 956 و mg/g 1269 نشان داده شد که نسبت به کارهای انجام شده ظرفیت بالایی است. کلمات کلیدی: فلزات سنگین، الکتروریسی، تری مرکاپتوپروپیل تری متوکسی سیلان، سل ژل، فیلتراسیون جریان عرضی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی