سنتز هيدروژل مغناطيسي بر پايه نشاسته پيوند زده شده با پلي (اكريليك اسيد) و تقويت شده با نانوالياف سلولزي به روش هم رسوبي جهت حذف يون مس از محلول آبي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

افزايش جمعيت جهاني و روند روبه رشد صنايع مختلف مانند استخراج معادن، صنايع هوايي، فلزكاري، كود شيميايي، فولاد ذوب آهن و به دنبال آن، افزايش حضور يون‌هاي فلزات سنگين در آب باعث ايجاد مشكلات و بيماري هايي جدي براي انسان ها شده است. از اين‌رو حذف و كاهش يون فلزات سنگين از آب‌ها به‌عنوان يك دغدغه جهاني مطرح است و توجه پژوهشگران زيادي را به خود معطوف كرده است. در اين پژوهش هيدروژل سوپرجاذب مغناطيسي بر پايه نشاسته پيوند زده شده با پلي(اكريليك اسيد) و تقويت شده با نانوالياف سلولزي، به روش هم‌رسوبي تهيه و مشخصه‌يابي شد. همچنين پارامترهاي جذب يون فلز مس از محلول آبي و اثر pH بر روي عملكرد جذب در سيستم ناپيوسته توسط اين هيدروژل مورد مطالعه آزمايشگاهي قرار گرفت. هيدروژل مغناطيسي تهيه شده به روش اختلاط با 8 درصد نانوذره آهن با هيدروژل مغناطيسي سنتز شده به روش حاضر از لحاظ قدرت مغناطيسي و جذب يون مس مقايسه گرديد. با مقايسه عملكرد جذب يون مس توسط هيدروژل‌هاي سنتز شده مي‌توان نتيجه گرفت كه هيدروژل سنتز شده به روش هم‌رسوبي به فرم پودري در محيط اسيدي، بيشترين ميزان جذب يون مس را نسبت به ساير نمونه‌ها دارد. مطالعه سينتيك و ايزوترم جذب يون مس حاكي از تطابق داده‌هاي سينتيكي بر روي مدل سينتيكي شبه درجه دوم و داده‌هاي تعادلي جذب با ايزوترم لانگموير بود. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه غلظت نهايي محلول مس با استفاده از gr05/0 هيدروژل مغناطيسي تهيه شده به روش هم‌رسوبي از ppm300 به ppm5/20 رسيده است. اين بدان معناست كه هيدروژل مغناطيسي تهيه شده به روش حاضر قادر است تا ميزان يون مس در محلول‌هايي با غلظت بالا را تا حد مجاز آب شرب كاهش دهد. همچنين بيشترين ظرفيت جذب يون مس براي اين جاذب برابر mg/g 75/1905 حاصل گرديد، اين در حاليست كه بيشترين ظرفيت جذب براي هيدروژل سنتز شده به روش اختلاط و نيز هيدروژل غيرمغناطيسي به ترتيب برابر mg/g 45/1726 و mg/g 676/955 بوده است. تصاوير آناليز FESEM نشان دهنده پراكندگي و يكنواختي نانوذرات مغناطيسي در شبكه هيدروژل سنتز شده به روش هم‌رسوبي است. با انجام چرخه متوالي جذب/واجذب بر روي هيدروژل مغناطيسي تهيه شده، مشاهده شد كه امكان بازيابي جاذب كه از مزيت‌هاي مهم جاذب‌ها بشمار مي‌آيد، وجود دارد. نتايج تست VSM نشان داد كه بعد از پنج مرحله جذب/واجذب، قدرت مغناطيسي هيدروژل سنتز شده به روش هم‌رسوبي تنها 16 درصد كاهش يافته است.

230114

فرايند جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان