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

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.
چکيده امروزه کمبود آب در دسترس و با کيفيت مناسب براي بشر يک بحران جدي محسوب مي شود. به ويژه با پيشرفت صنايع و افزايش آلاينده هاي آن که نهايتا به آب هاي سطحي و زيرزميني راه پيدا مي کنند، اين بحران به طور جدي تر خود را نشان مي دهد. بنابراين يافتن روش هايي براي تصفيه آب و جداکردن آلاينده ها از آن و ارتقاي فناوري هاي موجود در اين زمينه ضروري به نظر مي رسد. از بين انواع آلاينده هاي آلي و معدني، فلزات سنگين به ويژه سرب به علت خطرات جدي که براي انسان و ساير موجودات زنده در بردارد، باتوجه به ماندگاري آن در چرخه زيست، جداسازي آن از آب از اهميت ويژه اي برخوردار است. روش جذب سطحي به علت مزاياي فراوان ازجمله انعطاف پذيري و مقرون به صرفه بودن نسبت به ساير روش هاي جداسازي مورد توجه بيش تري قرارگرفته است. تاکنون مواد متعددي براي جذب در اين روش پيشنهاد شده اند که در اين بين جاذب هاي معدني به دليل زيست سازگاري و بي خطر بودن براي محيط زيست نسبت به ساير جاذب ها ارجحيت دارند. بتاتري کلسيم فسفات يک جاذب معدني است که توانايي آن در جذب يون سرب به اثبات رسيده است. اما جداسازي اين جاذب پس از فرايند جذب از محلول آبي معضلي است که استفاده از آن را با محدوديت مواجه نموده است. در پژوهش حاضر جاذبي مرکب از اين ماده و بيو پليمر آلژينات به صورت مهره اي شکل دهي شده و کارائي آن در جذب سرب مورد ارزيابي قرار گرفت. به اين منظور ابتدا پودر بتا به روش رسوب گذاري شيمي تر تهيه شده و سپس در نسبت 65 به 35 با آلژينات ترکيب و در محلول کلسيم کلريد 0.2 مولار به صورت مهره هايي با قطر تقريبي 4/1 ميلي متر شکل دهي شد. آزمون جذب با افزودن جاذب به محلول در نسبت 400/1، در pH اوليه برابر 5 که pH بهينه براي فرايندهاي جذب با استفاده از پليمر آلژينات در جذب سرب است و غلظت اوليه سرب در محلول برابر ppm900 انجام گرفت. باتوجه به تمايل ذاتي آلژينات در جذب فلز سرب، اين ماده باعث بهبود توانايي جذب شده و جاذبي با ظرفيت جذب قابل قبول (2/208 ميلي گرم بر گرم) توليد گرديد. براي بررسي مکانيزم جذب توسط اين جاذب، تصاوير ميکروسکوپ الکتروني روبشي و الگوي تفکيک انرژي پرتو ايکس از نمونه تهيه شده و با توجه به آن ها، مکانيزم غالب براي بتا رسوب و انحلال آن ارزيابي شد. درمورد آلژينات جانشيني يون هاي سرب به جاي کلسيم عامل جذب توسط اين ماده است. نهايتا رفتار سينتيکي و تعادلي جذب با مدل هاي رياضي موجود مورد ارزيابي قرار گرفته و مدل لانگموير در بررسي رفتار تعادلي و مدل شبه مرتبه اول در بررسي رفتار سينتيکي جاذب تطابق خوبي را با مشاهدات تجربي از خود نشان دادند. کلمات کليدي: بتاتري کلسيم فسفات، آلژينات، سرب، جذب سطحي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی