Skip to main content
SUPERVISOR
نوراله میرغفاری (استاد مشاور) علیمراد رشیدی (استاد راهنما) بهزاد رضائی (استاد راهنما)
 
STUDENT
FATEME MOHAMADI LANDI
فاطمه محمدی لندی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Removal of Mercury From Industrial Wastewaters Using Carbon Nanostructures
One of the most important and dangerous environmental pollutants is the presence of heavy metal ions in industrial units effluent. Among the heavy metals, mercury deriving from industrial wastewater discharges of chlor-alkali, paper and pulp, oil re?nery, paint, pharmaceutical and battery manufacturing has particular importance due to toxicity, bioaccumulation and environmental effects on living organisms. Various physical and chemical methods, including coagulation and sedimentation, reverse osmosis, chemical reduction, adsorption and ion exchange are used to remove mercury from wastewater and contaminated waters. In recent years, adsorption process has taken more attention due to high efficiency and approximately low cost. The necessity to reduce the amount of mercury ions in industrial wastewater stream, has led to an increasing interest to find selective adsorbent. Different adsorbents are used for removal of mercury from industrial wastewater. But considerable attention has been devoted to use nano-adsorbent such as nanoparticle and nanostructure in removing metal contaminants from industrial wastewater because of their high specific surface, high area to volume ratio and consequently the high efficiency. In this study, two carbon nanostructures, MWNT-COOH and CNFs, were applied for mercury adsorption from synthetic solutions and industrial wastewater using batch and column techniques. The parameters affecting the sorption including equilibrium time, pH, initial mercury concentration, adsorbent amount, the effect of disturbing cations and ionic strength were investigated. Some physical, chemical and morphological properties of adsorbents were determined by Brunauer Emmett Teller (BET), X-ray diffraction, fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Adsorption kinetics studies showed that the adsorption of mercury by MWNT-COOH and CNFs is rapid. The kinetic data for mercury sorption by CNFs were precisely described by Pseudo-First order and pseudo-second order models. The optimum pH for mercury sorption by MWNT-COOH was between 3/0-7/0 and by CNFs between 4/0-7/0. The suitability of the Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson adsorption models to the equilibrium data was investigated for mercury-sorbent system. Mercury adsorbed on MWNT-COOH was fitted well to Redlich-Peterson model and on CNFs to Redlich-Peterson and Freundlich model. Maximum capacity of mercury adsorption was 500 mg/g for both adsorbents. The presence of metal cations including cadmium, chromium, copper, nickel, lead , and zinc with two concentrations (50 and 100 mg/L) did not affect significantly the mercury Key words Mercury, Adsorption, MWNT-COOH, CNFs, Adsorption kinetic, Adsorption isotherms.
فلزات سنگین موجود در پساب واحدهای صنعتی یکی از مهمترین و خطرناک ترین آلاینده های زیست محیطی، به شمار می روند. در بین فلزات سنگین، جیوه ناشی از تخلیه فاضلاب صنایع کلرآلکالی، خمیر و کاغذ، پالایشگاه، رنگ، داروسازی و باتری سازی به علت سمیت، تجمع زیستی و تأثیرات زیست محیطی بر موجودات از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تاکنون روش های مختلف فیزیکی و شیمیایی از جمله انعقاد و ته نشینی، اسمز معکوس، احیاء شیمیایی و تبادل یون برای حذف جیوه از پساب hy;ها و آب های آلوده مورد استفاده قرار گرفته اند. در سال های اخیر، فرایند جذب سطحی به علت بازدهی بالا و هزینه نسبتاً کم توجه زیادی را به خود معطوف داشته است. لزوم کاهش مقدار یون های جیوه در جریان فاضلاب های صنعتی، نوع جاذب انتخابی را مورد توجه قرار می دهد. جاذب های مختلفی برای جذب جیوه از فاضلاب های صنعتی به کار رفته اند. اما امروزه کاربرد نانوجاذب ها از جمله نانوذرات و نانوساختارها به علت سطح ویژه و نسبت سطح به حجم زیاد و کارایی بالا در حذف آلاینده های فلزی از فاضلاب های صنعتی به عنوان یک موضوع در خور توجه محسوب می شود. در این مطالعه، از دو نانوساختار کربنی MWNT-COOH و CNFs برای جذب جیوه از پساب های صنعتی به دو روش ناپیوسته و ستونی استفاده شد و پارامترهای مؤثر بر میزان جذب از جمله زمان تعادل، pH، غلظت اولیه جیوه، میزان جاذب، اثر یون مزاحم و قدرت یونی مورد بررسی قرار گرفت. برخی خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مورفولوژی جاذب ها به کمک روش های BET، پراش پرتو(XRD) X، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترون عبوری (TEM) تعیین شدند. مطالعات سینتیک جذب نشان داد که جذب جیوه بر MWNT-COOH و CNFs سریع می باشد. سرعت جذب جیوه بر روی CNFs از معادلات شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم تبعیت کرد. بررسی اثر pH اولیه، نشان داد pH بهینه برای جذب جیوه توسط MWNT-COOH بین0/7-0/3 و برای CNFs بین0/7-0/4 می باشد. قابلیت برازش داده های تعادلی سیستم جذب جیوه با مدل های لانگمویر، فروندلیچ و ردلیچ-پترسون مورد بررسی قرار گرفت. جذب جیوه روی MWNT-COOH با مدل ردلیچ-پترسون و بر روی CNFs با مدل های فروندلیچ و ردلیچ- پترسون برازش بهتری داشت. حداکثر میزان جیوه جذب شده بر روی هردو جاذب mg/g 500 به دست آمد. افزایش میزان جاذب ها بر میزان جذب جیوه تأثیر قابل ملاحظه ای نداشت. حضور فلزات مس، سرب، روی، کروم، کادمیوم و نیکل با دو غلظت50 و100 میلی گرم بر لیتر تأثیر قابل ملاحظه ای بر جذب جیوه نشان نداد. با افزایش غلظت نمک های سدیم کلراید، سدیم سولفات و پتاسیم کلراید، درصد جذب جیوه کاهش یافت و تأثیر رقابتی الکترولیت های مذکور بر جذب جیوه بر روی MWNT-COOH به صورت NaCl KCl Na 2 SO 4 و بر روی CNFs به صورت a 2 SO 4 NaCl KCl بود. واجذب جیوه توسط کلریدریک اسید نسبت به نیتریک اسید بیشتر بوده و حداکثر واجذب توسط کلمات کلیدی: جیوه، جذب سطحی،MWNT-COOH ، CNFs، سینتیک جذب، هم دمای جذب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی