Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed mohamad raouf Hosseini,Ali Ahmadi ameleh
سیدمحمدرئوف حسینی (استاد راهنما) علی احمدی عامله (استاد مشاور)
 
STUDENT
Saeid Jabbarpour
سعید جبارپور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Biological production of magnetite nanoparticles from the convertor sludge of the Isfahan Steel Co
Nowadays, with the growth and development of industries, the requirement for steel and other iron products is increasing. Significant amounts of sludge and dust are produced every day in the steel companies. The presence of heavy metals, as well as the high content of iron in these resources, becomes the possibility of using these materials as an environmental and economic necessity. In this research, the iron-rich source of convertor sludge and dust of Isfahan Steel Company has been used as a secondary source of iron for the production of magnetite nanoparticles biologically. Iron solution for the biosynthesis of nanoparticles was prepared from leaching of sludge and iron dust as trivalent iron and sponge iron produced by Mobarakeh Steel Company of Isfahan as divalent iron. Ammonia solution produced by Bacillus subtilis was used to synthesize nanoparticles. The use of sugar beet vinasse as a source of sugar to bacteria instead of the chemical culture medium is appropriate environmentally and economically. The synthesis of nanoparticles was performed by adding dropwise solution of the iron solution with a ratio of Fe3+/Fe2+ = 2.45 to ammonia solution at 80 °C. Synthesized nanoparticles were examined by XRD, TEM, VSM, and FTIR analysis. The results of the XRD pattern detection proved the magnetite nature of the nanoparticles produced. According to the results of FTIR analysis, the surface of the nanoparticles is covered by biosurfactants, which prevents the accumulation of nanoparticles and caused to smaller dimensions of the nanoparticles. Based on TEM analysis, the size of nanoparticles produced is in the range of 11.6±5.03 nm. The saturation magnetization of nanoparticles was measured by VSM analysis, 58/91 emu / g and superparamagnetic nature of nanoparticles was confirmed. Finally, it can be said that biologically produced magnetite nanoparticles have many advantages over chemical methods such as more stability of produced nanoparticles, more regular shapes, no environmental pollution, high magneticity, and inexpensive culture medium.
امروزه با رشد و توسعه صنایع، نیاز به فولاد و سایر فرآورده¬های آهنی روز به روز بیشتر می¬شود. هر روزه مقادیر قابل توجهی لجن و گرد و غبار در کارخانه¬های فولاد و ذوب¬آهن تولید می¬شود. وجود فلزات سنگین و همچنین محتوی بالای آهن در این منابع، امکان استفاده از این مواد را به ضرورت زیست¬محیطی و اقتصادی تبدیل می¬کند. در این پژوهش، از منبع غنی از آهن لجن و غبار کنورتور ذوب¬آهن اصفهان، به عنوان منبع ثانویه آهن جهت تولید نانوذرات مگنتیت به روش زیستی استفاده شده است. محلول آهن جهت سنتز زیستی نانوذرات، از لیچینگ لجن و غبار ذوب¬آهن، به عنوان آهن سه ظرفیتی و نرمه آهن اسفنجی تولید شده توسط شرکت فولاد مبارکه اصفهان، به عنوان آهن دو ظرفیتی تهیه شد. جهت سنتز نانوذرات از محلول آمونیاکی تولید شده توسط باکتری Bacillus subtilis استفاده شد. از ویناس چغندرقند به عنوان منبع قندی باکتری به جای محیط¬کشت شیمیایی استفاده شد، که از لحاظ محیط زیستی و اقتصادی مقرون به صرفه می¬باشد. سنتز نانوذرات با افزودن قطره قطره محلول آهن با نسبت 45/2= Fe3+/Fe2+ به محلول آمونیاکی در دمای 80 درجه سانتیگراد انجام شد. نانوذرات تولید شده توسط آنالیزهای XRD، TEM، VSM و FTIR مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از فازیابی الگوی XRD، ماهیت مگنتیتی نانوذرات تولیدی را اثبات کرد. طبق نتایج حاصل شده از آنالیز FTIR، سطح نانوذرات توسط بیوسورفکتانت¬های تولیدی باکتری پوشانده شده بود که باعث عدم تجمع نانوذرات و در نهایت ابعاد ریزتر نانوذره شد. بر اساس آنالیز TEM مشخص شد، که ابعاد نانوذرات تولید شده در محدوده¬ی nm 03/5 ± 6/11 بود. میزان مغناطیس پذیری اشباع نانوذرات توسط آنالیز VSM، emu/g 91/58 اندازه¬گیری شد و مشخص شد، نانوذرات ماهیتی سوپرپارامغناطیسی داشتند. در نهایت می¬توان گفت نانوذرات مگنتیت تولید شده به روش زیستی، نسبت به روش¬های شیمیایی از برتری¬های همچون پایداری بیشتر نانوذرات تولیدی، اشکال منظم¬تر، عدم وجود آلودگی¬های زیست¬محیطی، مغناطیس¬پذیری بالا و محیط کشت ارزان قیمت برخوردار است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی