سنتز زئوليت و مشخصه يابي آن براي دستيابي به شرايط بهينه در تصفيه پساب هاي فولاد مباركه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

چكيده محيط‌زيست يكي از عوامل مؤثر بر سلامتي انسان، حيات حيوانات و گياهان است و نقش مهمي دارد. با ورود آلاينده‌هايي مانند پساب‌هاي شهري و صنعتي به محيط‌زيست كه با داشتن موادي از جمله يون‌هاي فلزات سنگين (كروم، نيكل، آهن، مس، قلع، سرب و...)، آمونيوم، مواد آلي و فنول، باعث ازبين‌رفتن كيفيت آب‌وخاك و به‌خطرافتادن سلامتي موجودات و بيماري‌هاي خطرناكي از جمله سرطان، بيماري‌هاي گوارشي و كليوي و… در انسان‌ها خواهد شد. ازجمله مواد تصفيه‌كننده پساب‌ها را مي‌توان زئوليت‌هاي طبيعي و به‌خصوص سنتزي را نام برد كه به‌عنوان يك كاتاليزور انتخابگر و مواد جاذب باوجود ميزان زياد عناصري مانند سديم به‌عنوان يون تبادلگر در ساختار زئوليت، مي‌تواند يون فلزات سنگين و تركيبات آلي و فنول‌ها را در پساب جذب و تصفيه نمايد كه روشي بسيار مقرون‌به‌صرفه‌تر و محدوديت كمتر نسبت به ساير روش‌ها است. در اين پژوهش، 5 نمونه زئوليت در 3 روش مختلف سنتز شد كه زئوليت NaY به روش سل - ژل و سه نمونه زئوليت NaA در زمان‌هاي پيرسازي متفاوت به روش سل - ژل و زئوليت LTA به روش هيدروترمال سنتز شدند. نتايج XRD نشان داد هر پنج نمونه داراي خلوص مناسب در فاز موردنظر و داراي درصد بلورينگي براي زئوليت NaY، NaA1، NaA2، NaA3 و LTA به ترتيب 41، 65، 52، 46 و 35 درصد به همراه فاز آمورف هستند. پس از سنتز، نتيجه XRF از نمونه LTA به علت استفاده از كلينوپتيلوليت، مقدار پرتي (از 26 به 12 كاهش يافت) و نسبت سيليس به آلومينيوم( از نسبت 7 به 1 به 8 به 1 افزايش يافت) بهينه شد. نتايج FTIR پيوندهاي شيميايي و موقعيت آن را در نمونه‌ها تأييد كرد. نتايج FESEM براي هر 5 نمونه نشان داد، ميانگين اندازه ذرات بين 6-2 ميكرومتر و ميزان فضاي دانه به نسبت ميانگين 88%-83% و ميزان حفرات 17%-12% درصد قرار گرفت و همچنين نتايج EDS و MAP نشان داد عناصر تشكيل شده با درصد سديم بالا همراه با پراكندگي منظم روي سطح ساختار قرار گرفته است. همچنين در نهايت براي نمونه زئوليت‌هاي سنتز شده آناليز BET نشان داد كه زئوليت‌هاي NaY، NaA و LTA داراي ماكرو حفرات با نوع ايزوترم II هستند كه به ترتيب داراي سطح ويژه 48/10، 67/5 و 914/2 و ميانگين قطر حفرات به ترتيب 824/2، 69/2 و 87/2 است. پساب صنعتي (مجموع پساب‌هاي يك‌بار تصفيه شده)، پساب كروم، قليايي و فنول از مجموعه كارخانه فولاد مباركه تهيه شد و پس از عمليات تصفيه، آناليز ICP-EOS ميزان غلظت اتم و موكول‌هاي پساب بعد از عمليات تصفيه تا حدود 90% را نشان داد، همچنين در آناليز كدورت‌سنجي، حذف كدورت و مواد معلق انواع پساب ذكر شده تا بيش از 90% توسط زئوليت‌هاي سنتزي كاهش يافت. آناليز UV-VIS طيف‌سنجي اتمي از كاهش مقدار درصد عناصر و مواد بعد از تصفيه را به‌صورت حداكثري موفقيت‌آميز نشان دادند. آب گلپايگان توسط زئوليت اصلاح شده در حالت اسيدشويي شده و كاهش اندازه ذرات زئوليت با الك مش 60 و 18 بيشترين كاهش سختي از 375 به 194، نسبت به بقيه نمونه‌ها را داشت.

232972

سراميك

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان