Skip to main content
SUPERVISOR
Kiuomars Zargoosh
کیومرث زرگوش (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamed Abedini
حامد عابدینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
A novel magnetic nano-adsorbent has been synthesized by the covalent immobilization of poly (acrylic acid) (PAA) and a thiosalicylhydrazide (TSH) agent on the surface of Fe3O4 nanoparticles.The prepared magnetic nanoparticles (M) were characterized by Scanning electron microscopy (SEM), Atomic force microscopy (AFM), FT-IR spectroscopy, X-ray diffraction and Vibration samplemagnetometer(VSM).The SEM images showed that the diameters of the Fe3O4@PAA@TSHM are about 10-35 nm.The ability of the Fe3O4@PAA@TSHM for removing heavy metal ions (Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+ and Co2+) from aqueous solution was studied and the effects of thesolution pH, contact time, metal ions concentration and background electrolytes on the adsorption characteristics of the modified M were investigated. The results showed the conditions of solution pH=5.2, 100 mg.L-1initial concentration ofheavymetal ion ,1 g.L-1 adsorbent andtime of 40minutes dose the optimum conditions for this application. Finally, adsorption process was investigated with Langmuir and Freundlich isotherms. The experimental adsorption equilibrium data were fitted to Langmuir adsorption and the maximum adsorption capacities of Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+ and Co2+ were found to be 188.7, 107.5, 76.9, 51.3 and 27.7mg.g-1adsorbent, respectively. The adsorption was fairly rapid, because it doesn’t take more 40 minutes to reach the equilibrium state and kinetic data were precisely fitted by the pseudo-second-order model. The assumption that the metal ions adsorption is due to complex formation between active sites of the adsorbent and the heavy metal ions was further confirmed by investigating the adsorption isotherms and kinetics.The desorption experiments under batch conditions revealed that the Fe3O4@PAA@TSH M are reusable adsorbent for practical removal of the heavy metal ions. In addition, it was found that presence of amine and sulfur binding sites on the surface of the prepared M not only can significantly improve the adsorption capacity of the adsorbent but also can notably reduce the interferences of the alkaline/earth metal ions. These improvements are most probably due to higher affinity of the sulfur and amine sites of the modified M for complex formation with the heavy metal ions via soft-soft interactions.For testing the ability of the prepared nanoparticles for removal of heavy metal ions from industrial samples was evaluted using different industrial wastewaters from Moham industrial complex, Raad plating company and Iran Aircraft Manufacturing Industrial Company (HESA) and obtained optimum conditions is adsorbent concentration 1 g.L-1, contact time 40 minutes, solution pH=5.2, solution valume 50 mL and stirrerspeed 300 round per minutes that is applied to real samples. The obtained resuls showed that Fe3O4@PAA@TSHM can be used for removal of heavy metal ions from industrial wastes.
در این پروژه تحقیقاتی، نانو جاذب مغناطیسی جدیدی، بواسطه اتصال کوالانسی پلی اکریلیک اسید (PAA) و لیگاند تیوسالیسیل هیدرازید (TSH) بر روی سطح نانو ذرات Fe 3 O 4 سنتز شده است. خواص نانو ذرات مغناطیسی (M) تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)، پراش اشعه ایکس (X-Ray) و مغناطیس سنج ارتعاشی نمونه(VSM) مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر SEMقطر نانو ذرات Fe 3 O 4 @PAA@TSH را حدود 35-10 نانو متر نشان داد. قابلیت حذف یون های فلزات سنگین (Pb 2+ ، Cd 2+ ، Cu 2+ ، Zn 2+ و Co 2+ ) از محلول، توسط نانو ذرات Fe 3 O 4 @PAA@TSH و اثرات pH، زمان تماس، غلظت یون فلزی و الکترولیت زمینه بر خواص جذبی نانو ذرات اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت.نتایج نشان داد که در شرایط2/5 =pH، غلظت اولیه یون فلز سنگین100 میلی‌گرم بر لیتر و مقدار جاذب 1 گرم بر لیتر با 40دقیقه زمان لازم برای برقراری تعادل، بهترین نتایج حاصل می‌شود. در نهایت فرآیند جذب با ایزوترم‌های لانگمویر و فروندلیچ برازش شد. با توجه به مقدار مربع ضرایب همبستگی مشاهده شد که فرآیند جذب با مدل لانگمویر تطابق بیشتری دارد و حداکثر ظرفیت جذب برای Pb 2+ ، Cd 2+ ، Cu 2+ ، Zn 2+ و Co 2+ به ترتیب 7/188، 5/107، 9/76، 3/51 و 7/27 میلی گرم بر گرم جاذب توسط معادله لانگمویر به دست آمد. همچنین مشاهده شد که سینتیک جذب نسبتاً سریع بوده به طوری که زمان رسیدن به تعادل جذب 40 دقیقه است. برازش داده‌ها با مدل‌های سینتیکی نشان داد که داده‌ها با مدل شبه مرتبه دوم تطابق بیشتر و بهتری دارند و مشخص شد که جذب یون های فلزی بواسطه 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 نانو ذرات Fe 3 O 4 @PAA@TSH قابلیت استفاده مجدد برای حذف یون های فلزات سنگین دارد. حضور گروه های الکترون دهنده سولفور و آمین در سطح نانو ذرات تهیه شده، نه تنها باعث افزایش ظرفیت جذب جاذب شده بلکه موجب کاهش مزاحمت جذب یون های فلزی قلیایی خاکی شده است. این اثر احتمالاً بهبر هم کنش های قوی نرم- نرم میان سایت های سولفور و آمین نانو ذرات اصلاح شده و یون های فلزی سنگین برای تشکیل کمپلکس، مربوط می باشد. به منظور ارزیابی توانایی نانو ذرات تهیه شده برای حذف یون های فلزات سنگین از نمونه پساب صنایع مهمات سازی (مهام)، آبکاری ( شرکت رعد) و هواپیما سازی ایران (هسا) استفاده شده است و شرایط بهینه بدست آمده از جمله غلظت جاذب 1 گرم بر لیتر، زمان تماس 40 دقیقه،2/5 =pH، حجم محلول 50 میلی لیترو دور هم زن 300 دور بر دقیقه بر نمونه های حقیقی اعمال شد. نتایج به دست آمده نشان دادکه نانو ذرات Fe 3 O 4 @PAA@TSH جاذبی مناسب برای حذف یون های فلزات سنگین از پساب های صنعتی می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی